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Verklausungsgefahr
der Elbe

2
Risikoanalyse einer Verklausung (eines
Aufstaus) der Elbe infolge verschiedener
Szenarien von Sturz- und Rutschprozessen
in der Sächsischen Schweiz
Dr. Kaspar Graf, Maren Salz

3
Inhalt
1
Einleitung und Problemstellung ................................................................................................................................. 6
2
Ausgeführte Arbeiten ................................................................................................................................................... 7
3
Prozessdefinition .......................................................................................................................................................... 7
3.1
Sturzprozesse ................................................................................................................................................................. 7
3.2
Rutschprozesse .............................................................................................................................................................. 8
3.2.1
Permanente Rutschung .................................................................................................................................................. 8
3.2.2
Spontane Rutschung....................................................................................................................................................... 8
3.2.3
Hangmuren ...................................................................................................................................................................... 8
3.3
Wasserprozesse ............................................................................................................................................................. 8
4
Vorhandene Grundlagen.............................................................................................................................................. 9
5
Analyse der Grundlagen .............................................................................................................................................. 9
6
Geologische Beschreibung des Bearbeitungsperimeters ..................................................................................... 10
7
Abschnittseinteilung und -beschreibung.................................................................................................................. 15
7.1
Abschnitt A: Tschechische Grenze – Bad Schandau (Flusskilometer 0,1 bis 11,9) ................................................... 16
7.1.1
Morphologie ...................................................................................................................................................................... 16
7.1.2
Ereignisse ........................................................................................................................................................................ 16
7.2
Abschnitt B: Bad Schandau – Rathen (Flusskilometer 11,9 bis 22,7)......................................................................... 17
7.2.1
Morphologie ...................................................................................................................................................................... 17
7.2.2
Ereignisse ........................................................................................................................................................................ 17
7.3
Abschnitt C: Rathen – Pirna (Flusskilometer 22,7 bis 33,7) ........................................................................................ 18
7.3.1
Morphologie ...................................................................................................................................................................... 18
7.3.2
Ereignisse ........................................................................................................................................................................ 20
8
Szenarienbildung .......................................................................................................................................................... 21
8.1
Sturz-/Rutschprozesse ................................................................................................................................................... 21
8.2
Wasserprozesse (Murgang) ............................................................................................................................................ 26
9
Modellierung der relevanten Szenarien .................................................................................................................... 27
9.1
Sturz-/Rutschprozesse ................................................................................................................................................... 27
9.2
Wasserprozesse (Murgang) ............................................................................................................................................ 28
10
Interpretation der Modellierungs-ergebnisse........................................................................................................... 29
10.1
Interpretation Modellierungsergebnisse Sturz/Rutsch .................................................................................................. 29
10.2
Interpretation Modellierungsergebnisse Murgang.......................................................................................................... 30
11
Analyse der Reichweiten von Bergstürzen mittels Pauschalgefälleanalyse ....................................................... 30
12
Verklausungsgefahr der Elbe durch große Massenbewegungen ......................................................................... 31
13
Schlussfolgerungen...................................................................................................................................................... 31
Anhang 1 Modellierungsresultate Sturz/Rutsch ..................................................................................................... 32
Anhang 2 Modellierungsresultate Murgang ........................................................................................................... 36
Anhang 3 Resultate Pauschalgefälleberechnung ................................................................................................... 40
Anhang 4 Standortblätter ........................................................................................................................................... 55
Anhang 5 Modellbeschreibung RAMMS::Debris Flow ........................................................................................... 70

4
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1:
Das Untersuchungsgebiet beidseits der Elbe erstreckt sich von der tschechischen Grenze entlang
des Flusslaufes bis nach Pirna (Quelle: GeoSN)...............................................................................................6
Abbildung 2:
Geologische Übersichtskarte mit Verbreitung der Elbtalkreide (grün) [12] .....................................................10
Abbildung
3:
Vereinfachte
lithostratigrafische
Gliederung
[12]..............................................................................................10
Abbildung 4:
Ansicht der Bruchwand in den Zeichener Brüchen, Niveau der Schrammsteinschichten mit
großbankigem Quarzsandstein Stufe d und zurückwitterndem Horizont (Pfeil). Es ist nicht klar,
ob es sich dabei um den γ3-Horizont (lokal auch Mergel von Zatzschke) handelt........................................11
Abbildung 5:
Hangkante der Zeichener Brüche oberhalb der Siedlung Oberposta .............................................................12
Abbildung 6:
Strudeltopf im Sandstein bei den Zeichener Brüchen......................................................................................12
Abbildung 7:
Hillshade Übersicht. Ersichtlich sind der Elbelauf und die angrenzenden Erhebungen,
teilweise lassen sich alte Elbeläufe erkennen..................................................................................................13
Abbildung 8:
Ansicht der Bruchwand in den Weißen Brüchen mit intensiver durchschlagender Klüftung
(rot = SW-NE, blau = NW-SE) ...........................................................................................................................14
Abbildung 9:
Für den Abschnitt A erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit einer Auflösung
von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom 26.10.2014.....................16
Abbildung 10: Querprofil bei km 20,6 (Niedere Kirchleiten-Brüche), von West nach Ost verlaufend ...................................17
Abbildung 11: Für den Abschnitt B erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit einer Auflösung
von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom 26.10.2014.....................18
Abbildung 12: Querprofil bei km 23,5 (Weiße Brüche) von Nord nach Süd verlaufend .........................................................19
Abbildung 13: Querprofil bei km 29,95 (Zeichener Brüche) von NE nach SW verlaufend ....................................................20
Abbildung 14: Für den Abschnitt C erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit einer Auflösung
von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom 26.10.2014.....................21
Abbildung 15: Detail der Ablösungsfläche
Abbildung 16: Blick von der Bastei aus zum Wartturm ............................................................................................................23
Abbildung 17: Unregelmäßige Felsüberhänge im Bereich der Weißen Brüche .....................................................................24
Abbildung 18: Schematische Darstellung möglicher Sturzszenarien aus den Steinbruchwänden entlang der Elbe ...........25
Abbildung 19: Einzugsgebiete der für die Murgangmodellierung ausgewählten Abflussrinnen ............................................27

5
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1:
Auswertung der Beschaffenheit der Uferstrecken ...............................................................................................15
Tabelle 2:
Szenarien der Sturzprozesse. Die Angaben von Wiederkehrdauern ist nur für häufige bis seltene
Ereignisse möglich. Eine Zuordnung von Wiederkehrperioden für sehr seltene Ereignisse ist nicht
gesichert belegbar. Deshalb erfolgt dort nur eine qualitative Beschreibung der Wiederkehrperioden............22
Tabelle 3:
Szenarien Wasser (Murgang)...............................................................................................................................26

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6
1 Einleitung und Problemstellung
Mit Forschungs- und Entwicklungsvertrag wurde die GEOTEST AG beauftragt, das Risiko möglicher Massen-
bewegungen (Sturz-, Rutsch- und Murgangprozesse), die zu einem Aufstau der Elbe führen können, zu be-
urteilen. Der Untersuchungsperimeter erstreckt sich entlang der Elbe von der Landesgrenze zu Tschechien
bis nach Pirna.
Die Elbe hat sich zwischen tschechischer Grenze und Pirna auf einer Strecke von rund 30 km in das Elbsand-
steingebirge eingetieft. Der Fluss liegt heute rund 300 m tiefer als die höchste Erhebung unmittelbar am Elbe-
lauf (Lilienstein). Generell erheben sich die mit Löss bedeckten Hochebenen (Ebenheiten) rund 120 m über
den Fluss. Das rechtsufrige Schrammsteingebirge mit den vorgelagerten Postelwitzer Steinbrüchen hat eine
maximale Erhebung von 240 m (Vorderer Torstein). Entlang den teilweise steil aufragenden Felsanschnitten
sollen mögliche Sturz-, Rutsch- und Murgangszenarien beurteilt werden. Daraus werden die möglichen Aus-
wirkungen für die Elbufer und den gesamten Flussquerschnitt unter Einbezug von Modellierungen abgeleitet.
Abbildung 1: Das Untersuchungsgebiet beidseits der Elbe erstreckt sich von der tschechischen Gren-
ze entlang des Flusslaufes bis nach Pirna (Quelle: GeoSN).

7
2 Ausgeführte Arbeiten
Gemäß der Offerte OF2614052.1 wurden folgende Arbeiten ausgeführt:
a) Grundlagenbeschaffung
b) Aufbereitung der digitalen Kartengrundlagen und Geländemodelle
c) Auswertung der geologischen Grundlagen, Gefahrenkarten, Literatur
d) Auswertung des digitalen Geländemodells mit Analysen des Pauschalgefälles der Böschungen ent-
lang der Elbe
e) Aufbereiten der Grundlagen für die Geländebegehung
f)
Dreitägige Geländebegehung (vom 10.-12.11.2014)
g) Berichterstattung mit Vorschlag für weiteres Vorgehen
h) Szenariendefinition (relevante Prozessabläufe und -kubaturen)
i)
Modellierung der relevanten Gefahrenstellen mit der numerischen Simulationssoftware RAMMS; Pau-
schalgefälleberechnung mittels ArcGIS
j)
Verifikation der Resultate im Gelände
(Auf ergänzende Feldbegehungen wurde vorerst verzichtet. Die Felssturzszenarien wurden anlässlich
der ersten Feldbegehungen insbesondere in den Postelwitzer, Zeichener und Weißen Brüchen begut-
achtet und diskutiert. Die großen modellierten Verklausungsszenarien finden im Feld keine Entspre-
chungen. Die Eintalungen im rückwärtigen Bereich der Zeichener Brüche, welche als oberflächlicher
Ausdruck einer tiefgreifenden tektonischen Störung gedeutet werden kann, wurden begangen. Eine
Plausibilisierung der Hypothese kann nur mit Tiefenerkundung oder geodätischer Vermessung erfol-
gen. Im Zuge der Diskussion der einzelnen Szenarien können Feldbegehungen mit den zuständigen
Behörden vor Ort erfolgen.)
k) Erstellen des Abschlussberichts
l)
Präsentation der Ergebnisse
3 Prozessdefinition
3.1 Sturzprozesse
Sturzprozesse sind definiert als schnelle Massenbewegungen, bei denen das entlang von Trennflächen
(Schicht-, Schieferungs-, Kluft- oder Bruchflächen) aus dem Gebirgsverband ausgebrochene Material den
größten Teil des Weges in der Luft zurücklegt. Sturzprozesse werden in drei Kategorien unterteilt [8]:
Stein-
und
Blockschlag
(Steinschlag:
abstürzende
Gesteinskomponente
mit
Durchmesser
< 0,5 m/Blockschlag: abstürzende Gesteinskomponente mit Durchmesser > 0,5 m)
Felssturz (abstürzende Gesteinskomponenten mit Volumen zwischen 10–100.000 m
3
)
Bergsturz (großvolumige Gesteinsmassen von 1 Mio. bis mehrere Mio. m
3
)
Für die Bearbeitung der Fragestellung, ob die Elbe durch große Massenbewegungen verklausen kann, sind
die Prozesskategorien Fels- und Bergsturz relevant. Stein- und Blockschlag stellen im Bearbeitungsperimeter
eine Gefährdung für Siedlungen und Verkehrsinfrastruktur dar, werden aber in diesem Bericht nicht eingehen-
der betrachtet.

8
3.2 Rutschprozesse
Unter Rutschungen werden hangabwärts gerichtete, gleitende Bewegungen von Hangteilen aus Fest-
und/oder Lockergestein (sowie Bodenmaterial) verstanden [8]. Sie sind das Ergebnis eines Scherbruches und
treten im Allgemeinen an mäßig geneigten bis steilen Böschungen und Hängen auf. Rutschungen werden in
permanente Rutschungen, spontane Rutschungen und Hangmuren unterteilt [10].
3.2.1
Permanente Rutschung
Kontinuierliche Rutschungen, die sich über lange Zeiträume gleichmäßig hangabwärts bewegen. Die Bewe-
gungen erfolgen entweder längs mehr oder weniger deutlich ausgebildeter, bestehender Gleitflächen oder
längs bestehender Zonen verstärkter Scherdeformation.
3.2.2
Spontane Rutschung
Lockergesteinsmasse, die infolge eines plötzlichen Verlustes der Scherfestigkeit unter Ausbildung einer
Bruchfläche (Gleitfläche) relativ schnell abgleitet. Bei spontanen Rutschungen bildet sich stets eine neue
Gleitfläche bzw. Bruchfläche aus, was sie von permanenten Rutschungen unterscheidet.
Hier sind insbesondere die teilweise hohen und ausgedehnten Schutthalden am Fuß der großen Steinbrüche
zu diskutieren. Die Stabilität dieser vor allem aus Sand, Schluff und Blockmaterial bestehenden Halden wird in
[6] eingehend diskutiert. BARTHEL kommt aufgrund geotechnischer Überlegungen und der Auswertung doku-
mentierter Ereignisse zum Schluss, dass es für eine maßgebliche Destabilisierung der Haldenböschungen ein
ungünstiges „Zusammentreffen bestimmter Geofaktorenkombinationen“ brauchen würde.
3.2.3
Hangmuren
Relativ rasch abfließendes Gemisch aus Lockergestein und Wasser [10]. Hangmuren entstehen an relativ
steilen Hängen mit einer Lockergesteins- bzw. Bodenbedeckung. Durch den Prozess werden meist nur ober-
flächennahe Schichten mobilisiert. Als auslösender Faktor wirken in den meisten Fällen intensive Nieder-
schläge. Der Entstehung förderlich sind zudem anthropogene Faktoren. Der verhältnismäßig hohe Wasseran-
teil kann eine hohe Prozessgeschwindigkeit und Transportweite zur Folge haben.
3.3 Wasserprozesse
Der für das Bearbeitungsthema relevante Wasserprozess ist der Murgang. Unter einem Murgang versteht
man eine langsam bis schnell abfließende Suspension aus Wasser, Feststoffen und Holz. Murgänge können
in sehr kurzer Zeit einige hundert bis hunderttausend Kubikmeter an Feststoffen verlagern. Der Volumenanteil
Feststoffe beträgt zwischen 30–70 %. Murgänge weisen folglich hohe Dichten auf. Aufgrund des Wasseran-
teils können Murgänge Geschwindigkeiten bis zu 60 km/h erreichen. Murgänge entstehen in Gebieten mit
hohem Lockermaterialvorkommen oder als Sekundärprozess aus einer Rutschung. Der Transitbereich ist
meist ein definierter Gerinneverlauf (Bachgefälle > 15 %). Murgänge weisen typische Ablagerungsformen wie
Murköpfe mit einer unsortierten Ablagerung von Blöcken, Geröll und Holz oder Levèes (seitliche Ablagerungs-
dämme) auf.
Murgangereignisse sind in der Ereignisdokumentation enthalten. Diese können mit außerordentlichen Ober-
flächenabflüssen im Zusammenhang mit Starkregen in Verbindung gebracht werden.

9
4 Vorhandene Grundlagen
[1] Geologische Karte der eiszeitlich bedeckten Gebiete von Sachsen 1 : 50.000 Blatt Pirna 2769; GK 50,
1. Auflage, Freiberg 1998.
[2] Geologische Karte der Nationalparkregion Sächsische Schweiz 1 : 50.000; Geologische Regionalkarte
Nr. 1, 1. Auflage, Freiberg 1993.
[3] Ereigniskataster des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Auszug für den
Bearbeitungsperimeter. Stand 1. November 2014.
[4] Digitales Geländemodell (DGM2). Letzte Aktualisierung 15.11.2012.
[5] RAST, H. (1959): Geologischer Führer durch das Elbsandsteingebirge. Bergakademie Freiberg.
[6] BARTHEL, H. (1965): Zur geomorphologischen Dynamik der stillgelegten Sandsteinbrüche im Elbtal der
Sächsischen Schweiz. In: Sächsische Heimatblätter 11(3), Seiten 194-222.
[7] JANETSCHKE, N. & WILMSEN, M. (2013): Sequence stratigraphy of the lower Upper Cretaceous Elbtal Group
(Cenomanian-Tutorial of Saxony, Germany). In Z. Dt. Ges. Geowiss. 165(2), Seiten 179-208.
[8] BAFU Hrsg. (1997): Berücksichtigung der Massenbewegungsgefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten.
[9] BERGMEISTER, K. et al. (2009): Schutzbauwerke gegen Wildbachgefahren. Grundlagen, Entwurf und Be-
messung, Beispiele.
[10] Arbeitsgruppe Geologie und Naturgefahren der Schweizerische Fachgruppe für Ingenieurgeologie AGN-
DGN (2004): Gefahreneinstufung Rutschungen i. w. S. Permanente Rutschungen, spontane Rutschun-
gen und Hangmuren.
[11] Kanton Glarus, Abteilung Wald und Naturgefahren (2013): Abklärungen zur Festlegung und Abgrenzung
von Spontanrutschungen und Hangmuren im Kanton Glarus.
[12] WILMSEN, M.(2014): Exkursion „Elbstandsteingebirge“ der Chefgeologen 02.06.2014.
[13] AL SANDOUK, N. A. (2009): Felssturzrisikokartierung und Klassifikation der Postelwitzer Steinbrüche
(Sachsen). Diplomkartierung. Rheinisch-westfälische Technische Hochschule Aachen.
[14] WSL Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF (2013): RAMMS User Manual v1.5 Debris Flow.
5 Analyse der Grundlagen
Für die Bearbeitung der Thematik wurde die vorhandene Literatur zur Geologie des Elbsandsteingebirges
aufgearbeitet. Besonders der Geologische Führer [5] und die geomorphologischen Ausführungen von BAR-
THEL zur Dynamik der stillgelegten Sandsteinbrüche im Elbtal [6] haben wertvolle Grundlageninformationen
geliefert. Eine weitere wichtige Bearbeitungsgrundlage bildete das digitale Geländemodell (Auflösung 2 m).
Anhand des Geländemodells wurden Schattenbildauswertungen (Hillshades), Neigungsanalysen, Querprofile,
Berechnungen hydrologischer Einzugsgebiete und Pauschalgefälleanalysen erarbeitet. Die Auswertung des
bestehenden Ereigniskatasters stellte sich als schwierig heraus. So gibt es im Kataster keine klare Prozess-
zuordnung der Ereignisse. Gerade die Einordnung von Rutsch- und Wasserprozessen ist sehr schwierig, weil
keine einheitliche Terminologie vorhanden ist. Auch fehlen Informationen über die genaue räumliche Ausbrei-
tung oder die Prozessdynamik. Ereignisdokumentationen liefern wichtige Informationen über das Gefahren-
potenzial und stellen damit eine wichtige Grundlage in einer Gefahrenbeurteilung dar. Die Ergänzung des
Ereigniskatasters um Flächendaten und eine eindeutige Prozesszuordnung wird empfohlen.

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10
6 Geologische Beschreibung des Be-
arbeitungsperimeters
Die Beschreibung der geologischen und tektonischen Gegebenheiten konzentriert sich primär auf Faktoren,
die Stabilitäts- und Erosionsmechanismen des Gebirges beeinflussen.
Im fraglichen Abschnitt zwischen der tschechischen Grenze und Pirna hat sich die Elbe tief in die Sedimente
der Elbtalkreide eingeschnitten. Bei den Gesteinen handelt es sich um Sandsteine, Mergel und Tone der
Unteren Oberkreide (Cenoman – Turon – Coniac, ca. 95–85 Mio. Jahre vor heute), die in einer NW-SE verlau-
fenden Meeresstraße zwischen der West-Sudetischen Insel (Lausitzer Block) im Nordosten und dem Erzge-
birge (Böhmische Masse) im Südwesten abgelagert wurden (Abbildung 2).
Abbildung 2: Geologische Übersichtskarte mit Verbreitung der Elbtalkreide (grün) [12]
Die Sandsteinabfolgen zeigen eine deutliche Gliederung, die sich
über weite Bereiche verfolgen lässt und vor allem auch in den ent-
lang der Elbe zahlreich angelegten großen Steinbrüchen klar er-
sichtlich ist. Die Gesteinsabfolgen können hier durch die künstlichen
Eingriffe noch in ihrer räumlichen Anordnung und im noch relativ
frischen Anbruch studiert werden. Auch entlang der von Süden und
Norden ins Haupttal einmündenden, tief eingeschnittenen Seitentä-
ler oder Gründe ist die stratigrafische Abfolge und die Gebirgsdurch-
trennung ersichtlich. Oberflächliche Verwitterung, Schuttbedeckung
und Vegetation sind hier jedoch weiter fortgeschritten als in den
Brüchen. Die Gliederung (Lamprecht-Gliederung) basiert insbeson-
dere auf den feinkörnigen Horizonten (α3, β, γ3, und δ), die als
Trennfugen zwischen den mehr oder weniger mächtigen Sandstein-
komplexen (a1-3, b, c1-3, d, e) wirken (Abbildung 3).
Abbildung 3: Vereinfachte lithostratigrafische Gliederung [12]

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11
Entlang dieser Horizonte setzt die Verwitterung präferenziell an. Dieser Umstand führt zu Rückwitterung im
Felsverband (Abbildung 4). Den horizontalen Schichtfugen wurde bei der Gewinnung der Bausteine durch
Unterhöhlung bewusst gefolgt, um das Gebirge zu unterschneiden und dadurch ganze Wandbereiche zu fäl-
len (Quelle:
http://www.steinbruchfuehrungen.de/geschichte.html).
Abbildung 4: Ansicht der Bruchwand in den Zeichener Brüchen, Niveau der Schrammsteinschichten
mit großbankigem Quarzsandstein Stufe d und zurückwitterndem Horizont (Pfeil). Es ist nicht klar, ob
es sich dabei um den γ3-Horizont (lokal auch Mergel von Zatzschke) handelt.
Im Untersuchungsgebiet sind insbesondere die Postelwitzer und die Schrammstein-Schichten beidseits der
Elbe „wandbildend“ bzw. aufgeschlossen. Die Kreidegesteine werden im Hangenden neben lokal auftretenden
glazialen und interglazialen Schmelz- und Flusswasserablagerungen (Elster-Kaltzeit) von bis mehreren Meter
mächtigen pleistozänem Löss und Lösslehmen überdeckt. Diese locker gelagerten, windverfrachteten Schluffe
und Feinsande sind generell gut wasserdurchlässig. Entlang der Abbruchkanten der Steinbrüche bilden diese
Lössablagerungen oftmals übersteilte Böschungen. Die Baumstämme entlang der Böschungskante sind oft-
mals unterkolkt (Abbildung 5).
Die zuvor erwähnten Schmelzwasserablagerungen bilden stellenweise in die Sandsteinoberfläche eingefres-
sene fossile Bachläufe, die mit grobblockigen, sehr gut gerundeten Schottern verfüllt sind. Neben in situ auf-
gearbeiteten Sandsteinkomponenten finden sich auch kristalline Gerölle. Am Westrand der Zeichener Brüche
fand sich eine solche Rinne, bei der durch die Steinbruchwand randlich angeschnittene, bis mehrere Meter
messende Strudeltöpfe in den anstehenden Sandstein eingetieft sind. Unter Umständen könnte es sich hier
auch um eine basale Abflussrinne des Gletschers gehandelt haben (Abbildung 6).

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12
Abbildung 5: Hangkante der Zeichener Brüche oberhalb der Siedlung Oberposta
Abbildung 6: Strudeltopf im Sandstein bei den Zeichener Brüchen
Neben der Stratigrafie spielt die Tektonik für die Gebirgsstabilität eine wichtige Rolle. Das sächsische Kreide-
becken wird im Nordosten durch die NW-SE streichende Lausitzer Überschiebung begrenzt, die schon wäh-
rend der Sedimentation der Sandsteine in der oberen Kreide aktiv war. Entlang dieser senkt sich das Becken
als Halbgraben ein. Im Tertiär wurde dann der Graben entlang derselben Störung „invertiert“ bzw. eingeengt
und teilweise herausgehoben [1]. Die auf dem Geländemodell (Abbildung 7) deutlich sichtbare „Riesenfußfle-
xur“, die sich vom Schönfelder Hochland über Zatzschke nach SE in Richtung der Elbeschleife bei den Zei-
chener Brüchen erstreckt, ist ein mit der Lausitzer Überschiebung in etwa paralleles, tektonisch assoziiertes
Element, entlang dem die Schichtung der Sandsteine nach SW verbogen werden. In [1] wird vermutet, dass
die im Gelände morphologisch als Absatz erkennbare Struktur einst den Talrand eines alten Elbelaufes dar-
stellte.
Es wird angenommen, dass die Lausitzer Überschiebung bis heute aktiv ist [12]. Das Elbsandsteingebirge
wird insgesamt durch steilstehende Brüche bzw. Klüfte durchschlagen, die – soweit ersichtlich – generell

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13
Nordwest-Südost und als konjugiertes System Nordost-Südwest (bisweilen NNE-SSW) angelegt sind. Die
Klüfte treten in unterschiedlichen Abständen von mehreren Dekametern Abstand bis zu sog. Dichtklüftungs-
zonen mit Abständen von bis unter einem Meter auf. Diese Strukturelemente beeinflussen die Verwitterungs-
bildungen der Quadersandsteine, die Richtungsmuster der Täler und Gründe und deutlich auch den heutigen
Lauf der Elbe. Deren genereller Lauf ist zwischen Schmilka und Pirna ESE-WNW, die beiden Biegungen bei
der Festung Königstein und bei Rathen zeigen nach SW bzw. NE. Zwischen Stadt Wehlen und Pirna fließt die
Elbe zuerst nach WSW, um dann bei den Zeichener Brüchen bzw. dort, wo sie die Riesenfußflexur quert,
nach NW umzubiegen. Auch verschiedene von Norden in die Elbe mündende Flüsschen und Bäche zeigen im
Talverlauf Mäander mit ähnlichem Richtungsverlauf.
Die Sandsteinabfolgen bilden beidseits der Elbe natürliche und anthropogen erschaffene Böschungen, Fel-
senhänge und Felswände. Die mehr oder weniger intensive steilstehende Klüftung durchtrennt das Gebirge
und kontrolliert den Verlauf der Felswände sowohl in den Abschnitten natürlicher Wände als auch in den
Steinbrüchen. Besonders ausgeprägt sind die Klüftungen im Bereich der Postelwitzer Brüche zwischen
Schmilka und Bad Schandau sowie in der Bastei und den angrenzenden Weißen Brüchen zwischen Rathen
und Wehlen (Abbildung 7 und Abbildung 8).
Abbildung 7: Hillshade Übersicht. Ersichtlich sind der Elbelauf und die angrenzenden Erhebungen,
teilweise lassen sich alte Elbeläufe erkennen.
Die höchsten Felseinhänge über der Elbe bzw. die engsten Flussabschnitte finden sich im Bereich der Pos-
telwitzer Brüche, der Bastei und der Weißen Brüche. Mit Ausnahme der Bastei und der Festung Königstein

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14
sind die ausgeprägten Felsbereiche praktisch gänzlich durch die lang andauernde Steinbruchtätigkeit über-
prägt.
Der Felsabtrag erfolgte von unten nach oben bzw. er verlagerte sich mit der Zeit aus der Elbufernähe in höhe-
re, von der Elbe weiter entfernte Bereiche. Es gibt offenbar keine detaillierten Belege aus den frühen Perioden
des Abbaus. Durch die Zunahme der Schifffahrt, den Bau der linksufrigen Eisenbahn, der rechtsufrigen Straße
nach Děčín und der Besiedlung der Elbufer wurde der Steinbruchbetrieb bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts
stark eingeschränkt oder eingestellt. Die Steinbruchwände, welche in den Weißen Brüchen noch bis 80 m
hoch sein können, überragen ein mehr oder weniger breites, meist ebenes Haldenplateau, das wiederum über
eine 30–40° steile Haldenböschung zum Elbeufer abfällt.
Abbildung 8: Ansicht der Bruchwand in den Weißen Brüchen mit intensiver durchschlagender Klüf-
tung (rot = SW-NE, blau = NW-SE)
Die mit rund 40 m höchsten Halden finden sich in den Postelwitzer Brüchen. Das Elbeufer bzw. die Niederter-
rasse der Elbe selbst wird durch einen flach ansteigenden Saum von weichselkaltzeitlichen Sanden und Kie-
sen gebildet. Die Steinbruchhalden wurden teilweise auf diese Auenlehme aufgeschüttet. In verschiedenen
Abschnitten (Gans-Brüche, Kirchleiten-Brüche) erreichen die Halden das Elbufer. Straßen und Bahn verlaufen
einerseits am Fuß der Halden, andererseits in der Böschung selbst. Die Geometrie respektive die Raumbe-
ziehung zwischen den für die Beurteilung relevanten Sturzquellen und dem Elbelauf spielt eine wichtige Rolle
bei der Beurteilung der potenziellen Gefährdungssituation im Hinblick auf eine Verklausungsgefahr durch
Sturz- und Rutschereignisse.

15
7 Abschnittseinteilung und -beschreibung
Durch die Abbautätigkeit des Wandfällens zeigen die Talabschnitte in den Bereichen der aufgelassenen Brü-
che eine spezielle Morphologie. Unterhalb der bis 80 m hohen, in der Regel senkrechten (teilweise bis 10 m
Überhang aufweisenden) Bruchwände liegt eine ausgeprägte Steinbruchhalde mit einem flachen Haldenpla-
teau (Bruchsohle) und eine vom Elbufer mehr oder weniger zurückversetzt, 30–40° steile, mit Bäumen und
Büschen bewachsene Schutthalde. Das Lockermaterial, aus dem die Halden aufgebaut sind, besteht größten-
teils aus sandigem Abraum mit darin eingebettetem Blockschutt. Die Anteile von Schluff (Silt) und Ton sind
aufgrund der Lithologie des Ausgangsmateriales gering. Dort, wo tonig-mergelige Horizonte (Mergel von Zatz-
schke, Zeichen-Burglehn-Ton) mächtiger ausgebildet sind, können deren Verwitterungsprodukte lokal größe-
ren Anteil am Haldenschutt haben. Über den Verlauf der Felsoberfläche unter den Schutthalden bestehen
vorerst keine gesicherten Angaben. Aufgrund der historischen Aufnahmen und Angaben ist davon auszuge-
hen, dass die Schutthalden relativ mächtig sind und der Fels darunter sehr unregelmäßig abgestuft verläuft.
Es ist denkbar, dass der Fels hangaufwärts durch den Abtrag treppenförmig ansteigt.
Um einen Überblick über das Gebiet zu erhalten, wurden die Uferstrecken des Perimeters hinsichtlich ihrer
Beschaffenheit analysiert. Dabei wurde unterteilt nach Siedlungsgebiet, Sandsteinbrüchen, natürlichen Fels-
böschungen und natürlichen Böschungen ohne Felsaufschlüsse. Siedlungsgebiet kann sich mit anderen Ka-
tegorien überschneiden. Ersichtlich wird, dass 35 % der Uferstrecke durch Steinbrüche anthropogen überprägt
sind. Natürliche Felsaufschlüsse oder Böschungen kommen nur in je 19 % der Gesamtuferlänge vor. Die
Auswertung ist in Tabelle 1 festgehalten.
Zur Bearbeitung des Perimeters wurde das Untersuchungsgebiet in folgende Abschnitte unterteilt:
Abschnitt A: Tschechische Grenze – Bad Schandau
Abschnitt B: Bad Schandau – Rathen
Abschnitt C: Rathen – Pirna
Die einzelnen Abschnitte werden hinsichtlich ihrer anthropogenen Überprägung und ihrer Morphologie be-
schrieben. Außerdem wird eine Ereignisanalyse anhand der dokumentierten und im Gelände ersichtlichen
Spuren vorgenommen. Vorherrschend sind Sturz-, Rutsch- und Wasserprozesse.
Tabelle 1: Auswertung der Beschaffenheit der Uferstrecken
Beschaffenheit des Ufers
Länge [km]
Prozentualer Anteil [%]
Natürliche Böschungen ohne Felsaufschlüsse
12
19
Natürliche Felsböschungen
12
19
Sandsteinbrüche
22
35
Siedlung
33
52
Perimeterlänge gesamt
33.5
-
Uferlänge gesamt (beidseits)
63.5
-

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16
7.1 Abschnitt A: Tschechische Grenze – Bad Schandau
(Flusskilometer 0,1 bis 11,9)
Abschnitt A verläuft für 11,8 km von der Tschechischen Grenze bis nach Bad Schandau. In diesem Abschnitt
befinden sich die Postelwitzer, Fiscalischen, Teich- und Schmilkaer Brüche. Eine genaue Beschreibung der
Postelwitzer Brüche findet sich in Anhang 1.
7.1.1
Morphologie
Entlang des Abschnitts gibt es drei größere Steinbrüche: die Postelwitzer, Fiscalischen und Teichsteinbrüche.
Ein kleinerer Steinbruch befindet sich direkt an der Grenze (Steinbruch Schmilka). In diesen Gebieten sind die
Elbtalhänge terrassiert und gliedern sich in Abbruchhalden, -plateaus und Steilwände. Dazwischen liegen
größtenteils natürliche Elbhänge. Entlang des Abschnitts münden mehrere große Taleinschnitte in das Elbtal.
Auf dem Plateaubereich sind nur sehr wenige größere Geländemulden erkennbar, die zur Bildung von Ero-
sionsrinnen im Bereich des Elbhanges führen können.
Abbildung 9: Für den Abschnitt A erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit
einer Auflösung von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom
26.10.2014.
7.1.2
Ereignisse
In diesem Abschnitt ist eine Ereignishäufung in den Steinbruchgebieten erkennbar, besonders bei den Pos-
telwitzer Brüchen und dem Grenzübergang bei Schmilka (Abbildung 9). Die Ereignisgrößen variieren zwischen
wenigen und 5.000 m
3
. Ein Großereignis mit 60.000 m
3
ist ebenfalls dokumentiert. Bei diesem kam es 1862 zu
einem vorzeitigen Wandfällen, wodurch 24 Steinbrecher verschüttet wurden. Für den gesamten an die Elbe
angrenzenden Untersuchungsperimeter ist nur ein Rutschereignis erfasst.

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17
7.2 Abschnitt B: Bad Schandau – Rathen
(Flusskilometer 11,9 bis 22,7)
Der Abschnitt B erstreckt sich entlang des charakteristischen Elbknies zwischen Rathen und Bad Schandau
(Gesamtlänge ca. 10,8 km). Rechtselbisch existieren die stillgelegten Schulhain-Brüche und Oberen Kirchlei-
ten-Brüche, linkselbisch die Niederen-Kirchleiten Brüche und der Stadt-Bruch.
7.2.1
Morphologie
Im Elbabschnitt B existieren vier kleinere Steinbrüche. Bei diesen finden sich die typischen Bruchwände mit
darunter liegenden Bruchhalden und -terrassen. Die Geländeformen sind im Hillshade und Querprofil als ter-
rassierte Strukturen erkennbar (Abbildung 10 und Abbildung 11). Die natürlichen Elbtalböschungen steigen
von der Elbe bis zum Plateau konstant an (Abbildung 10). Das mittlere Gefälle der Hänge beträgt zwischen
19 und 24°. Es finden sich nur wenige Strukturen von Abflusssystemen auf den Plateaus.
Abbildung 10: Querprofil bei km 20,6 (Niedere Kirchleiten-Brüche), von West nach Ost verlaufend
7.2.2
Ereignisse
Entlang des Elbabschnitts sind wenige Ereignisse dokumentiert, was vermutlich mit der geringen anthropoge-
nen Überprägung/Beeinflussung
zusammenhängen dürfte. Die Großzahl der Sturzereignisse beschränkt sich
auf die stillgelegten Steinbruchgebiete. Entlang der natürlichen Böschungen sind einzelne Rutschereignisse
erfasst.
Elbe
Bruchgebiet
Natürliche Böschung

image
18
Abbildung 11: Für den Abschnitt B erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit
einer Auflösung von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom
26.10.2014.
7.3 Abschnitt C: Rathen – Pirna
(Flusskilometer 22,7 bis 33,7)
Der Abschnitt zwischen Rathen und Pirna erstreckt sich über eine Länge von 11 km. Rechtsseitig ist die Elbe
geprägt durch die Steinbruchtätigkeit in den Postaer, Zeichener und Weißen Brüchen. Linkselbisch sind die
Hänge überwiegend natürlich. Im Anhang 1 sind die Standortblätter der Zeichener und Weißen Brüche sowie
Vogelgesang zu entnehmen.
7.3.1
Morphologie
Durch die Steinbruchtätigkeit sind entlang des Elbabschnitts Steilwände mit Höhen bis zu 80 m entstanden.
Unterhalb befinden sich terrassenförmige Halden aus Abbruchmaterial. Diese können bis zu 50 m hoch wer-
den und weisen zumeist Böschungswinkel zwischen 28 und 35° Grad auf. Die Halden sind überwiegend mit
Birken bewachsen. Die Halden können bis an die Steilwand heranreichen, oft befinden sich diese aber auch
mittig auf den Terrassen und bilden so eine Mulde zwischen Wand und Halde. Durch die alten Ablagerungen
wird die Rauigkeit auf den Terrassen erhöht. Dies kann einen Einfluss auf die Reichweite von Sturzereignis-
sen haben (siehe Abbildung 12). Teilweise existieren unterhalb der Steilwände keine Terrassen und die Hän-
ge reichen bis an die Elbe. Das Profil in Abbildung 13 zeigt einen solchen Bereich. Oberhalb ist eine Felsnase,
die sich in Ablösung befindet (Resultat der Geländebegehung). Unterhalb führt der Hang bis an den Sied-
lungsbereich oberhalb der Elbe.
An verschiedenen Stellen oberhalb der Steilwände existieren Abflussrinnen, die nur periodisch Wasser führen
(z. B. „Blutpfütze“ in den Postaer Brüchen, Rinne oberhalb des Fährhauses Zeichen). Auf dem Plateau sind
diese nur als Geländemulden (Trockentäler) erkennbar. Unterhalb der Abflussrinnen im Bereich der Sand-
steinwände und Abbruchhalden sind Erosionsspuren von Wasser erkennbar. Besonders stark ausgeprägt sind
die Erosionsrinnen in Bereichen von glazialen Rinnen.

image
19
Abbildung 12: Querprofil bei km 23,5 (Weiße Brüche) von Nord nach Süd verlaufend
Bruchhalde
Bahntrasse
Elbe
Natürliche Böschung

image
20
Abbildung 13: Querprofil bei km 29,95 (Zeichener Brüche) von NE nach SW verlaufend
7.3.2
Ereignisse
Aus dem Ereigniskataster geht eine Häufung von Sturzereignissen bei den Weißen Brüchen rechtselbisch und
den Herrenleiten-Brüchen linkselbisch hervor (Abbildung 14). Die Sturzereignisse bewegen sich in einer Grö-
ßenordnung zwischen 1 m
3
und 10.000 m
3
. Nur bei drei dokumentierten Ereignissen im Abschnitt C erreichten
einzelne Blöcke das Elbufer. Die meisten Blöcke kamen auf der Terrasse zur Ablagerung.
Bei den Zeichener und Postaer Brüchen sind zudem zahlreiche Rutsch- und Wasserereignisse dokumentiert
(siehe auch Standortblätter im Anhang 1). Die Rutschereignisse treten im Zusammenhang mit Wasserabflüs-
sen aus Trockentälern infolge von Starkniederschlagsereignissen auf. Anhand der Ereignisdokumentation ist
es leider nicht möglich, die Ereignisse eindeutig einem Prozess zuzuordnen. Erfasste Kubaturen variieren
zwischen 20 und 1.100 m
3
. Das mobilisierte Material lagerte auf den darunter befindlichen Grundstücken ab
und erreichte in Einzelfällen die Elbe.
Steinbruchwand
Elbe
Bahntrasse
Vogelgesang

image
21
Abbildung 14: Für den Abschnitt C erstelltes Hillshade auf Basis des digitalen Geländemodells mit
einer Auflösung von 2 m. Eingetragen sind die Ereignisse aus dem Ereigniskatasterauszug vom
26.10.2014.
8 Szenarienbildung
8.1 Sturz-/Rutschprozesse
Ausgehend von den morphologischen und geologischen Gegebenheiten sollen die Ereignisse mit großem und
sehr großem Sturzvolumen beschrieben werden, die den Flussquerschnitt maßgeblich betreffen könnten.
Maßgebend für die Gebirgsstabilität der entlang der Elbe bestehenden Felswände sind vor allem folgende
Faktoren:
Wandmorphologie; insbesondere Höhe und Neigungswinkel
Durchtrennungsgrad des Gebirges; Dichte und räumliche Lage der Störungszonen
Verbreitung und Einfallen von Stauhorizonten (Ton- und Mergelschichten)
Aufbau- bzw. Vorhandensein von Kluftwasserdrücken
Die Stabilität der vorgelagerten Schutthalden wird andererseits von folgenden Faktoren bestimmt:
Lockergesteinszusammensetzung und Schichtung; durch die vornehmliche Zusammensetzung aus Sand
und Felsabraum ist die generelle Stabilität bei normaler Wasserinfiltration nicht gefährdet
Verlauf der Felsoberfläche unter den Schutthaldenkörpern
Hydraulische Verhältnisse; Art und Menge des Wasserzuflusses vom Hang; Dränageverhältnisse im Lo-
ckergesteinskörper etc.

22
Die „natürlichen“ Uferabschnitte der Elbe spielen für Fels- und Bergstürze, welche die Elbe betreffen können,
aus folgenden Gründen eine untergeordnete Rolle:
Die Felszonen sind oft zurückgewittert, die Böschungen sind mit geringmächtigem Lockergestein bedeckt.
Die Talquerschnitte sind insgesamt „offener“, nur Massenumlagerungen mit sehr großen Kubaturen könnten
überhaupt die Elbe erreichen. Die betrifft insbesondere die linkselbischen Uferabschnitte mit Ausnahme von
Königstein.
Die höchsten natürlichen Felsformationen bestehen bei Königstein und bei der Bastei. Hier gibt es keine
generellen Hinweise auf umfassendere Felsinstabilitäten. In den Abschnitten der natürlichen Taleinschnitte
bestehen primär Gefahren durch Hangrutsche und Murgangprozesse.
Aufgrund der Feldbeobachtungen und der dokumentierten Ereignisse sowie hypothetischen Annahmen kön-
nen folgende Sturzszenarien unterschieden bzw. postuliert werden (Tabelle 2):
Tabelle 2: Szenarien der Sturzprozesse. Die Angaben von Wiederkehrdauern ist nur für häufige bis
seltene Ereignisse möglich. Eine Zuordnung von Wiederkehrperioden für sehr seltene Ereignisse ist
nicht gesichert belegbar. Deshalb erfolgt dort nur eine qualitative Beschreibung der Wiederkehrperio-
den.
Szenario
Gesamtkubatur [m3]
Bezeichnung
Lokalisierung
Wiederkehrdauer
Sz I
1–10
kleiner Blocksturz
alle Felszonen
häufig;
mehrere Ereignisse/Jahr
Sz II
10–100
mittlerer Blocksturz
alle Felszonen
häufig;
ca. 1 Ereignis/Jahr
Sz III
100–1.000
kleiner Felssturz
Steinbrüche ausgeprägte
Felszonen
häufig;
ca. 1 Ereignis/10 Jahren
Sz IV
1.000–10.000
mittlerer Felssturz
Steinbrüche
selten;
ca. 1 Ereignis/100 Jahren
Sz V
10.000–100.000
großer Felssturz
große Brüche -
besondere Zonen
sehr selten
Sz VI
100.000–1.000.000
kleiner Bergsturz
große Brüche -
besondere Zonen
sehr selten
Sz VII
1.000.000–5.000.000
mittlerer Bergsturz
Tektonische
Sonderzonen
äußerst selten
Sz VIII
> 5.000.000
großer Bergsturz
Tektonische
Sonderzonen
Restrisiko
Den Szenarien I bis III liegen Felsabbrüche zugrunde, die sich aus den Steinbruchwänden und in natürlichen
Bereichen mit steil aufragenden, zerklüfteten Felszonen, wie z. B. der Bastei ereignen. Maßgeblich für die
Häufigkeiten und Kubaturen sind Wandmorphologie, Schichtaufbau des Gebirges (Auftreten von Mergelhori-
zonten, Schwächezonen etc.) und tektonische Störzonen. Der Felssturz am Wartturm im November 2000 stellt
mit einem Volumen von rund 500 m
3
solch ein Szenario (Typ III) dar.

image
image
23
Abbildung 15: Detail der Ablösungsfläche
Abbildung 16: Blick von der Bastei aus zum Wartturm
beim Wartturm
Abbrüche erfolgen in der Regel spontan, d. h. ohne besondere Vorankündigung. Die Sturzereignisse haben in
der Regel eine Einwirkung, die sich auf den unmittelbaren Wandfuß beschränkt. Sie sind deshalb nur lokal für
Siedlungsgebiete oder Straßen- und Bahnabschnitte von Bedeutung.
Die Szenarien IV und V umfassen Kubaturen, wie sie im Rahmen der Sandsteingewinnung in den Steinbrü-
chen entlang der Elbe mobilisiert wurden. Die Geschichte der Steinbruchtätigkeit mit den teilweise imposanten
Wandfällungen zeigt, dass bei solchen Ereignissen einzelne oder mehrere Felsfragmente das Elbufer erreich-
ten bzw. bis in die Elbe stürzten. Die dadurch entstehende Gefährdung führte schlussendlich zu einem Verbot
dieser speziellen Art der Steingewinnung. Betrachtet man die aktuellen Bruchwände besonders in den Pos-
telwitzer, Weißen und Zeichener Brüchen, sind kleinere und größere Nachbrüche auch in Zukunft denkbar.

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24
Abbildung 17: Unregelmäßige Felsüberhänge im Bereich der Weißen Brüche
Die Mechanismen sind Auskippen oder Abscheren entlang steiler Bruchflächen wie in Abbildung 18 schema-
tisch dargestellt. Bricht ein Felspaket mit einer Dicke von 10 m und einer Breite von 20 m aus einem Wandbe-
reich mit 80 m Höhe aus, sind Kubaturen bis über 10.000 m
3
ohne weiteres denkbar. Dabei werden primär die
Haldenebenen zugedeckt. Allerdings können in Bereichen, wo die Halden eine reduzierte Breite aufweisen,
Blöcke über die Haldenböschungen bis in den Vorlandbereich abstürzen oder sogar das Elbufer erreichen.
Die Szenarien VI bis VIII stellen
hypothetische Bergsturzereignisse
mit großen bis sehr großen Kubaturen
dar, die nicht historisch dokumentiert sind. Untersucht man die Geländemodelle des Elbtales und der Fels-
zonen des Elbsandsteingebirges auf Geländeformen, die solchen Ausbruchzonen entsprechen könnten, fin-
den sich im Tal des aktuellen Elbelaufes keine Hinweise. Im Laufe der eiszeitlichen Entwicklung hat sich der
Elbelauf mehrfach grundlegend geändert. Hierfür könnten unter Umständen große Bergsturzereignisse, die zu
einer vollständigen Talverklausung führten, verantwortlich gewesen sein.
Als Beispiel eines Ereignisses der Szenarien VII bis VIII mag die Oso-Rutschung in Washington State von
2014 gelten. Hier rutschten rund 8 Millionen Kubikmeter glaziolakustrische Ablagerungen (Silte – Sande) aus
einer rund 180 m hohen Talflanke ab und verschütteten ein Tal mit einer Breite von rund einem Kilometer.
Dem Ereignis war eine Periode mit außerordentlichen Niederschlägen vorausgegangen.
Das Ereignis von Oso dient als Eichgröße für die Plausibilisierung der Rutsch- und Sturzmodelle, insbesonde-
re für die Verteilung der Ablagerungsschwerpunkte der Massenbewegungen. Aufgrund der fundamental ande-
ren geologischen Prädisposition können jedoch keine Analogieschlüsse für die Gefährdungsbilder im Elbtal
gezogen werden.

image
25
Abbildung 18: Schematische Darstellung möglicher Sturzszenarien aus den Steinbruchwänden ent-
lang der Elbe
(Zeichnung: Dr. Kaspar Graf)
Gelb und grün zeigen die Szenarien I–III mit Sturzvolumina von einem bis rund 1.000 m
3
; orange und violett
die Szenarien IV und V mit Sturzvolumina von 1.000 bis 100.000 m
3
. Die Breite der Ausbruchnischen ist ab-
hängig von der Höhe der Sturzsäule, aber auch von der Geometrie der tektonischen Trennflächen. Am Fuß
der Bruchwände besteht häufig noch ein Relikt der früheren Hohlmacherfugen, die für die Wandfällungen
ausgehauen wurden.

26
Aufgrund der Szenarien wurden vorerst nur Gefährdungsbilder mit einem Potenzial für Elbe-Einengung bzw.
Elbe-Verklausung modelliert. Solche Szenarien erfordern sehr große Massenbewegungen mit tiefgründigen
Felsablösungen, die weit ins Gebirge hineingreifen (z. B. Sz VI–VIII). Drei Sturz- bzw. Felsgleitungsfälle wur-
den in konkreten Abschnitten modelliert (vgl. Kapitel 9.1 und 10.1).
8.2 Wasserprozesse (Murgang)
Murgangereignisse treten entlang der Elbhänge nur punktuell unterhalb von Abflussrinnen auf. Um potenzielle
Prozessquellen auszuscheiden, wurden auf Grundlage des digitalen Geländemodells in ArcGIS hydrologische
Einzugsgebiete berechnet. Dafür wird zunächst für jede Zelle des Geländemodells die Fließrichtung bestimmt.
Die Fließrichtungen werden zu Abflusssystemen kumuliert. Nachdem für die einzelnen Abflussrinnen ein Aus-
flusspunkt definiert wurde, kann das Einzugsgebiet berechnet werden. 14 Ereignisse liegen in Gebietsausläs-
sen von berechneten Einzugsgebieten.
Weil der für das Gefährdungsbild „Verklausung der Elbe“ relevante Prozess Murgang ist, werden keine Rein-
wasserabflussmengen berechnet. Es wird die Annahme getroffen, dass ein Oberflächenabfluss durch be-
stimmte Negativfaktoren zu einem Murgang führen kann. Negativfaktoren können die Verklausung einer Ab-
flussrinne, ein Lockergestein- und Feinmaterialvorkommen (Silt, Schluff bspw. aus Lössablagerungen) in den
Halden oder eine Rutschung sein. Für die Bearbeitung des Prozesses Murgang wurden folgende Einzugsge-
biete (EZG) ausgewählt:
EZG 65 oberhalb des Fährhauses Zeichen (Abbruchhalde)
EZG 70 südöstlich des Fährhauses Zeichen (Abbruchhalde)
EZG 117 bei Obervogelgesang (natürliche Böschung)
Es wird angenommen, dass bei einem Starkregenereignis Lockermaterial aus den Halden und Haldenterras-
sen sowie den natürlichen Böschungen mobilisiert werden kann. In den letzten 15 Jahren wurden insgesamt
neun Murgangereignisse dokumentiert. Drei der neun Ereignisse weisen Ablagerungsvolumen zwischen 1.000
und 1.300 m
3
auf. Bei den anderen Ereignissen sind die Kubaturen nicht bekannt. Diese Ereignisse werden
als häufige Ereignisse eingestuft. Auf Grundlage der bekannten Ereigniskubaturen und der potenziellen Ge-
schiebeherde (Halden/Böschungen) wurden für die verschiedenen Szenarien Geschiebekubaturen definiert
(Tabelle 3). Es wird angenommen, dass sich das Geschiebe auf dem Haldenplateau oder im Hang löst und in
Richtung Elbe fließt. Das Szenario einer Ablagerung auf dem Haldenplateau wurde nicht weiter betrachtet.
Tabelle 3: Szenarien Wasser (Murgang)
Szenario
Gesamtkubatur
[m
3
]
Bezeichnung
Lokalisierung
Wiederkehrdauer
Sz I
1.000–3.000
kleiner Murgang
Gebietsauslass; Abflussrinnen oberhalb von
Abbruchhalden
häufig;
ca. 1 Ereignis/10 Jahren
Sz II
4.000–6.000
mittlerer Murgang
Gebietsauslass; Abflussrinnen oberhalb von
Abbruchhalden
selten;
ca. 1 Ereignis/100 Jahren
Sz III
7.000–10.000
großer Murgang
Gebietsauslass; Abflussrinnen oberhalb von
Abbruchhalden
sehr selten;
ca. 1 Ereignis/300 Jahren

image
27
Abbildung 19: Einzugsgebiete der für die Murgangmodellierung ausgewählten Abflussrinnen
9 Modellierung der relevanten Szenarien
Die Prozesse Sturz/Rutsch und Wasser wurden mit dem Modell RAMMS berechnet. Das dynamische Modell
RAMMS wurde am Eidgenössischen Forschungsinstitut WSL/SLF entwickelt [14]. Für die Modellierung der
Prozesse wurde das Debris Flow Modul verwendet. In einer angepassten Form kann dieses auch zur Model-
lierung von Bergstürzen verwendet werden. Eine Modellbeschreibung und eine Auflistung der verwendeten
Parameter ist Anhang 5 zu entnehmen.
9.1 Sturz-/Rutschprozesse
Es wurden drei Fälle großer hypothetischer Ausbrüche im Bereich Weiße Brüche, Postelwitzer Brüche und
Zeichener Brüche modelliert (vgl. Anhang 1):
Fall 1
Kleiner Bergsturz Weiße Brüche (Sz VI); aus dem Bereich, wo der Tümpelgrund in den Steinbruch mündet;
ein Ausbruchvolumen von 520.000 m
3
wurde aus der Felszone im zentralen Bruchbereich simuliert. Die Ablö-
sung erfolgt entlang einer talauswärts geneigten Gleitfläche und einer steilstehenden sowie tiefgreifenden
Bruchfläche.

28
Fall 2
Mittlerer Bergsturz Postelwitzer Brüche im Bereich Großes Schrammtor (Sz VII); ein Ausbruchvolumen von
rund 2.300.000 m
3
wurde simuliert; die Ablösung erfolgt entlang einer vermuteten steilen tektonischen Grenz-
fläche (ENE-WSW) und einer relativ flach hangauswärts geneigten Gleitfläche.
Fall 3
Großer Bergsturz Zeichener Brüche (VIII); Abgleiten des gesamten Gebirgsabschnittes durch Ablösung ent-
lang einer postulierten tektonischen Großstörung, für die es gegenwärtig keinen Nachweis gibt. Das modellier-
te Ausbruchvolumen beträgt 21.000.000 m
3
.
Um die Massenbewegungen zu simulieren, wurden in den fraglichen Abschnitten Ausbruchzonen definiert.
Dazu wurden geländemorphologische und tektonische Merkmale, die sich im Geländemodell manifestieren,
ausgewählt. Es handelt sich nicht um Zonen, wo Anzeichen aktueller Felsbewegungen nachgewiesen sind.
Die zu mobilisierenden Gebirgsteile wurden im Geländemodell durch Anpassung der Felsisohypsen „ausge-
schnitten“. Die Geometrie der Gleitflächen bzw. die sogenannte „Fahrböschung“ wurde ebenfalls aus Analo-
gieschlüssen bekannter Großereignisse abgeleitet. Bei der RAMMS-Modellierung handelt es sich nicht um
eine geotechnische Stabilitätsberechnung wie sie beispielsweise mit der finiten Elementsoftware PLAXIS er-
folgt. Solche sehr aufwendigen Berechnungen könnten in einem weiteren Schritt in lokalen Zonen durchge-
führt werden.
Die Modellierungsresultate sind Anhang 1 zu entnehmen. Generell kann man die Resultate der drei Fälle wie
folgt zusammenfassen:
Fall 1:
Die Sturz- bzw. Gleitmassen erreichen knapp das Elbeufer, der Hauptteil der Massen bleibt jedoch auf
dem Haldenplateau und der Haldenböschung liegen. Es ist keine Verklausung der Elbe zu erwarten.
Fall 2:
Der Großteil der Massen bleibt im Bereich der Gleitfläche liegen, jedoch wird die Haldenebene „über-
flossen“, ein Teil der Massen erreicht das Elbufer und gleitet in den Fluss. Dabei ist zu vermerken, dass ein-
zelne Großblöcke weiter in den Flussquerschnitt hinausrollen können als es die Modellierung zeigt. Bei
schnellem Gleiten ist eine Flutwelle zu erwarten. Eine Verklausung der Elbe ist nicht wahrscheinlich.
Fall 3:
Bei einem Abgleiten des gesamten Elbknies südlich von Stadt Wehlen entlang einer für diese Betrach-
tung angenommenen Störungszone kann es bei pessimistischen Annahmen (tiefer Winkel der inneren Rei-
bung) zu einer teilweisen Verklausung des Elbquerschnitts kommen.
9.2 Wasserprozesse (Murgang)
Es wurden Murgangmodellierungen für drei ausgewählte Abflussrinnen durchgeführt (siehe Kapitel 8.2). Dabei
wurde für alle durchgeführten Modellierungen in RAMMS ein Standardparametersatz für Murgänge mit einer
Fließdynamik zwischen granular und fluid ausgewählt. Eine tabellarische Auflistung der verwendeten Parame-
ter ist Anhang 5 zu entnehmen. Aufgrund fehlender Angaben zur Materialbeschaffenheit, Prozessdynamik und
räumlicher Ausbreitung ist eine genauere Kalibrierung der Parameter leider nicht möglich. Entsprechend sind
die Modellierungen als Hinweis auf mögliche Ausbreitungsflächen von Murgängen zu werten.

29
Als Auslösemethode wurde ein Hydrograf ausgewählt. Mit diesem ist es möglich, eine Abflussganglinie zu
modellieren. Der Hydrograf wird an den oberen Rand der Haldenböschung oder des natürlichen Hanges ge-
setzt.
Szenario I:
Bei Sz I lagert bei allen drei Abflussrinnen der Großteil des Geschiebes am Hangfuß ab. Nur ge-
ringe Materialmengen erreichen die Elbe. Die Ablagerungshöhen übersteigen 0,5 m nicht. Nur beim Einzugs-
gebiet 65 sind Ablagerungshöhen > 0,5 m ersichtlich. Diese lassen sich vermutlich durch eine Geländemulde
im Auslauf erklären.
Szenario II:
Bei dem mittleren Murgangszenario (Sz II) breitet sich das Geschiebe bei den verschiedenen
Einzugsgebieten bis zu 60 m in den Elbbereich aus. Ablagerungen > 0,5 m erreichen jedoch nur Reichweiten
< 30 m. Bei Einzugsgebiet 70 werden im Elbbereich keine Ablagerungshöhen > 0,5 m erreicht.
Szenario III:
Die Ablagerungshöhen des EZG 65 und 117 erreichen im Elbbereich bei großen Ereignissen
(Sz III) bis zu 1 m, dies jedoch nur über wenige Meter Reichweite. Bei EZG 70 lagert ein Großteil des Ge-
schiebes im angrenzenden Hangbereich ab. Es werden im Elbbereich keine Ablagerungen > 0,75 m erreicht.
10 Interpretation der Modellierungs-
ergebnisse
10.1 Interpretation Modellierungsergebnisse Sturz/Rutsch
Bei allen drei Fällen müssten tiefgreifende Gebirgsentfestigungen auftreten, welche die Stabilität entscheidend
herabsetzen und so große Massenbewegungen auslösen könnten. Entlang des heutigen Elbelaufes sind his-
torisch und prähistorisch keine analogen Ereignisse bekannt. Die Modellierungen zeigen also Ergebnisse
hypothetischer Szenarien, zu welchen sich keine historischen und prähistorischen Entsprechungen finden
lassen.
Obwohl die Wandstabilität in den zahlreichen aufgelassenen Steinbrüchen aufgrund der Abbautätigkeit und
der teilweise hochgradigen tektonischen Gebirgsdurchtrennung generell ungünstig ist und durch die intensive
Verwitterung des Sandsteins auch in natürlichen Zonen kleinere und größere Felsstürze auftreten können, ist
jedoch die tiefgründige Gebirgsstabilität des Elbsandsteingebirges generell als gut zu bezeichnen. Dazu sind
folgende Hauptgründe zu nennen:
Die durchweg subhorizontal bis leicht nach NE einfallenden Sandsteinabfolgen weisen entsprechend stabile
Lagerungsverhältnisse auf.
Tektonische Durchtrennung fördert zwar die Infiltration von Wasser, jedoch auch die schachbrettartige Drä-
nage entlang der tiefeingeschnittenen „Gründe“.
Mergelhorizonte treten zwar auf, sind jedoch selten stark ausgedehnt bzw. zeigen ein ungünstiges Schicht-
fallen.
Steinbrüche haben zwar die Felswände geschwächt, gleichzeitig aber die Ausbruchgebiete gegenüber dem
Talgrund zurückversetzt. Zudem stellen die Haldenebenen oft einen schützenden Sturzraum dar.

30
10.2 Interpretation Modellierungsergebnisse Murgang
Die Modellierungsresultate zeigen, dass Murgänge eine Gefährdung für die am Hangfuß befindlichen Siedlun-
gen und Verkehrswege darstellen. Ein Großteil des Materials wird aufgrund des geringen Gefälles (< 10 %)
unterhalb der Halden schnell zur Ablagerung kommen. Nur geringe Geschiebemengen gelangen bis in die
Elbe. Wie viel Material bei verschiedenen Ereignisgrößen im Elbbereich ablagert, ist stark abhängig von der
Topografie im Auslaufbereich.
11 Analyse der Reichweiten von Berg-
stürzen mittels Pauschalgefälleanalyse
Um die grundsätzliche und flächendeckende Fragestellung nach den Reichweiten hypothetischer Bergstürze
im Elbtal zu beantworten, wurde in den maßgeblichen Abschnitten mit hohen und ausgeprägten Felszonen
eine Pauschalgefällebetrachtung mittels GIS-Analyse durchgeführt.
Dabei wurden in den Bereichen Zeichener Brüche, Weiße Brüche inklusive Bastei, Schulhain-Brüche, Niedere
und Obere Kirchleiten-Brüche, Fiscalische Brüche und Postelwitzer Brüche entlang der Geländekanten Punk-
te festgelegt, von denen das darunter liegende Gelände in einem Winkel von 32° betrachtet wurde. Dadurch
erhält man eine Gebietsabgrenzung maximaler Reichweiten für große Felsstürze. Der Grenzwinkel von 32°
wurde aus Analogüberlegungen von Ablagerungszonen von Felsstürzen im alpinen Raum gewählt. Die Flä-
chengrenzen der Pauschalgefälleflächen (PG32°) sind entsprechend theoretische Reichweiten von Sturzblö-
cken ohne Berücksichtigung der Geländeparameter. Nicht berücksichtigt wurden dabei die Effekte der Dämp-
fung im Bereich der Geländestufen, insbesondere der Haldenebenen und der oft bewaldeten Haldenböschun-
gen. Zudem wurde die Bremswirkung des Wassers bei einem Sturz in die Elbe nicht berücksichtigt. Solche
Effekte können mit gängigen Steinschlagsimulationen nicht nachvollzogen werden.
Aufgrund dieser Überlegungen werden hier also sehr pessimistische Szenarien dargestellt, die aufzeigen sol-
len, in welchen Flussabschnitten einzelne Sturzkomponenten großer Felsstürze überhaupt den Uferbereich
der Elbe erreichen könnten. Eine Verklausungsgefahr lässt sich aus den Resultaten entsprechend nicht ablei-
ten.
Beschreibung der Resultate (Anhang 3)
Zeichener Brüche: Nur im östlichen Abschnitt erreicht die PG32° knapp den Uferbereich der Elbe, die übri-
gen Zonen enden am Hangfuß.
Weiße Brüche und Bastei (I und II): Hier wird im westlichen Teil das Elbufer erreicht, im östlichen Teil und im
Bereich der Bastei erreicht die PG32° knapp das südliche Elbufer. Ein großer Felssturz kann hier entspre-
chend die Uferzonen erreichen, einzelne Blöcke mit hoher Energie könnten unter Umständen auch in das
Fahrwasser der Elbe rollen.
Schulhain-Brüche (I–III): Im nördlichen Teil zeigt die PG32° ebenfalls die Möglichkeit, dass Sturzblöcke die
Elbe, insbesondere die Uferzone, erreichen können. Im südlichen Teil ist nur noch die Haldenböschung be-
strichen.

31
Niedere Kirchleiten-Brüche: Nur der unmittelbare Haldenfuß mit der Eisenbahnlinie ist betroffen. Das Elbufer
wird nicht bzw. knapp nicht erreicht.
Obere Kirchleiten-Brüche/Lilienstein: Das Elbufer wird nur im nordöstlichen Bereich knapp erreicht; die Fels-
zonen sind hier jedoch wenig ausgeprägt.
Postelwitzer Brüche (I–IV): Dieser Abschnitt ist neben den Weißen Brüchen und der Bastei die Hauptzone,
in der Fragmente von Felsstürzen die Elbe erreichen können; die maximalen Reichweiten der PG32° errei-
chen knapp die Mitte des Flusses. Das bedeutet, dass einzelne Blöcke das Ufer erreichen bzw. in den ufer-
nahen Gewässerbereich rollen könnten.
Die Analyse der Pauschalgefälle zeigt aus Sicht der Autoren eine generelle Prädisposition von Zonen, in
denen bei großen Felsstürzen Fragmente bis in den Uferbereich bzw. bis in das Fahrwasser der Elbe gelan-
gen könnten. Es handelt sich um eine einfache Gefahrenhinweisabgrenzung für diesen Prozess, ohne jedoch
in den spezifischen Abschnitten eine konkrete Gefährdung anzuzeigen.
12 Verklausungsgefahr der Elbe durch
große Massenbewegungen
Für Sturz- und Rutschprozesse werden die oben beschriebenen „verklausungsrelevanten“ Szenarien als äu-
ßerst unwahrscheinlich erachtet. Die generelle Gebirgsstabilität ist als gut zu erachten. Auch außerordentliche
Niederschlagsereignisse dürften wegen der guten Dränage des Gebirges nicht zu einer tiefgreifenden Desta-
bilisierung führen. Es sind in der Vergangenheit keine derartigen Ereignisse bekannt, es finden sich auch kei-
ne morphologischen Entsprechungen entlang des Elbtales (Ausbruchnischen). Große Felsgleitungen bzw.
Bergstürze treten nicht spontan auf. Es ist immer eine Vorgeschichte mit Bildung von Rissen, kleineren Ab-
brüchen mit zunehmender Frequenz etc. zu verzeichnen. Den Autoren sind heute keine rezenten Felsbewe-
gungen im untersuchten Elbabschnitt bekannt.
Weil Murgangereignisse geringere Kubaturen verlagern und Geschiebe teilweise durch die Elbe wegtranspor-
tiert werden kann, spielen sie aus heutiger Sicht keine Rolle für die Verklausung des Elbquerschnitts.
13 Schlussfolgerungen
Die betrachteten Verklausungsszenarien sind sehr unwahrscheinlich und können nach Ansicht der Autoren als
Restgefährdung betrachtet werden. Weil sich Großereignisse ankündigen, können sie durch adäquate Beob-
achtungen frühzeitig erkannt und entsprechend überwacht werden. Dazu kann ein geodätisches Messsystem
aufgezogen werden. Gute Möglichkeiten für eine periodische Überwachung können auch satellitengestützte
Verfahren bieten.
Eine reale Gefährdung besteht aus heutiger Sicht durch kleinere Szenarien wie Stein- und Blockschlag, Fels-
stürze sowie Murgang- und Rutschprozesse, die primär die Siedlungszonen und abschnittsweise die Ver-
kehrswege betreffen. Eine systematische Untersuchung dieser Gefahrenbereiche kann die Gefährdung quan-
tifizieren und allfällige Schutzdefizite aufzeigen.

32
Anhang 1
Modellierungsresultate Sturz/Rutsch

image
image
image
image
image
±
0
0
0
9
4
6
5
0
0
0
9
4
6
5
e.
0 - 0.5
0.5 - 2 m
2 - 4 m
4 - 6 m
6 - 8 m
8- 10 m
10 - 15 m
15 - 20 m
20 - 22.5 m
0 50 100
200 Meter
c.
d.
Ablagerungshöhe
a.
±
b.
Ausbruch
0 50 100
200 Meter
Weiße Brüche
Situation Istzustand, 1:10'000
Situation nach Ausbruch, 1:10'000
4644000
4645000
4644000
4645000
4644000
Profil 2, 1:2'000
e.
4645000
4644000
Halde
3
Ausbruchsvolumen: 520‘000 m
4645000
N
Fall 1: Szenario VI, kleiner Bergsturz
Situation Istzustand:
Aufsicht (a.) und 3D-Ansicht (b.) des potenziellen
Ausbruchsgebietes mit Profilspur (Profil 2)
Situation nach Ausbruch:
Aufsicht (c.) und 3D-Ansicht (d.) des Gebietes mit
den Ablagerungshöhen auf der Gleitfläche und der
ursprünglichen Topografie
Profil 2:
Geländequerschnitt (e.) mit ursprünglicher
Geländeoberfläche (schwarze Linie), potenzieller
Gleitfläche (rote Linie) und modellierter Ablagerung
des Ausbruches (braun gestrichelte Linie)
Die Ablösung erfolgt entlang einer steilen
Gleitfläche. Die Halden dienen dabei als
Ablagerungsraum der Hauptmasse.
bestehendes Terrain
Gleitfläche
Ablagerungsfläche
m ü.M.
5649000
5649000

image
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image
image
image
image
image
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image
Schem
m ü.M.
atisches Profil Milibach 1 : 4'000
4654000
4654000
600
N
e.
Postelwitzer Brüche
Situation Istzustand, 1:10'000
Situation nach Ausbruch, 1:10'000
a.
±
4654000
b.
c.
4654000
d.
Ausbruch
0 50
100
200 Meter
Ablagerungshöhe
0 - 1 m
1 - 2 m
2- 4 m
4 - 8 m
8 - 12 m
12 - 16 m
16 - 20 m
20 - 25 m
25 - 30 m
0 50
100
200 Meter
Profil 8, 1:2'000
e.
3
Ausbruchsvolumen: 2‘300‘000 m
N
Fall 2: Szenario VII, mittlerer Bergsturz
Situation Istzustand:
Aufsicht (a.) und 3D-Ansicht (b.) des potenziellen
Ausbruchsgebietes mit Profilspur (Profil 8)
Situation nach Ausbruch:
Aufsicht (c.) und 3D-Ansicht (d.) des Gebietes
nach dem Ausbruch mit den Ablagerungshöhen
auf der Gleitfläche und der ursprünglichen Topo-
grafie.
Profil 8:
Geländequerschnitt (e.) mit ursprünglicher Gelände-
oberfläche (schwarze Linie), potenzieller Gleitfläche
(rote Linie) und modellierter Ablagerung des
Ausbruches (braun gestrichelte Linie)
Die Ablösung erfolgt entlang tektonischer
Linamente und einer flachen Gleitfläche. Die
Haldenböschung wird teilweise abgeschert.
Das Elbufer wird verschüttet, die Hauptablagerung
findet jedoch im Ausbruchsgebiet auf der Gleitfläche
statt.
Elbufer
bestehendes Terrain
Gleitflächefläche
Ablagerungsfläche
m ü.M.
5644000
5644000

image
image
image
image
image
e.
b.
d.
Zeichener Brüche
Situation Istzustand, 1:20'000
Situation nach Ausbruch, 1:20'000
4641000
4642000
4641000
4642000
Profil 1 mitte, 1:2'500
4641000
4642000
4641000
4642000
Abgleiten des gesamten Gebirgsabschnittes durch Ablösen entlang einer postulierten tektonischen Großstörung. Die Hauptablagerung findet jedoch im Ausbruchsgebiet auf der Gleitfläche statt. Bei
einer pessimistischen Annahme kann es zu einer weitgehenden Verklausung des Tales kommen.
c.
Ablagerungshöh
e
0 - 2
2 - 5 m
5 - 10 m
10 - 15 m
15 - 20 m
20 - 25 m
25 - 30 m
30 - 35 m
35 - 40 m
40 - 45 m
45 - 50 m
50- 52 m
0
100 200
400 Meter
a.
±
Ausbruch
0
100 200
400 Meter
e.
Ausbruchsvolumen: 21‘000‘000 m
3
Elbufer
Fall 3: Szenario VIII, grosser Bergsturz
Situation Istzustand:
Aufsicht (a.) und 3D-Ansicht (b.) des potenziellen Ausbruchsgebietes mit Profilspuren (Profil 1 mitte)
Situation nach Ausbruch:
Aufsicht (c.) und 3D-Ansicht (d.) des Gebietes nach dem Ausbruch mit den Ablagerungshöhen auf der Gleitfläche und der ursprünglichen Topografie
Profil 1 mitte:
Geländequerschnitt (e.) mit ursprünglicher Geländeoberfläche (schwarze Linie), potenzieller Gleitfläche (rote Linie) und modellierter Ablagerung des Ausbruches (braun gestrichelte Linie)
bestehendes Terrain
Gleitfläche
Ablagerungsfläche
m ü.M.
5647000
5648000
5647000
5648000

Anhang 2
Modellierungsresultate Murgang
36

image
image
image
50
Resultate Murgangmodellierung EZG 65,
Fährhaus Zeichen
Hydrograf
Höhenlinien 5 m
Ablagerungshöhe [m]
< 0.25
0.25 - 0.5
0.5 - 0.75
0.75 - 1
1.0 - 1.25
> 1.25
0
100
200 Meter
Szenario II
Kubatur: 5'000 m3
Szenario I
Kubatur: 3'000 m3
Szenario III
Kubatur: 9'000 m3
ˉ

image
image
image
50
Resultate Murgangmodellierung EZG 70,
südöstlich Fährhaus Zeichen
Hydrograf
Höhenlinien 5 m
Ablagerungshöhe [m]
< 0.25
0.25 - 0.5
0.5 - 0.75
0.75 - 1
1.0 - 1.25
> 1.25
0
100
200 Meter
Szenario II
Kubatur: 5'000 m3
Szenario I
Kubatur: 3'000 m3
Szenario III
Kubatur: 9'000 m3
ˉ

image
image
image
50
Resultate Murgangmodellierung EZG
117, Obervogelgesang
Hydrograf
Höhenlinien 5 m
Ablagerungshöhe [m]
< 0.25
0.25 - 0.5
0.5 - 0.75
0.75 - 1
1.0 - 1.25
> 1.25
0
100
200 Meter
Szenario II
Kubatur: 5'000 m3
Szenario I
Kubatur: 3'000 m3
Szenario III
Kubatur: 9'000 m3
ˉ

Anhang 3
Resultate Pauschalgefälleberechnung
40

image
image
Zeichener Brüche
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'648'000
5'648'000

image
image
image
5'649'000
Weiße Brüche I
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'649'000

image
image
5'649'000
5'650'000
Weiße Brüche II
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
ˉ
0 50 100 Meters
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
5'649'000
5'650'000

image
image
5'649'000
Schulhain-Brüche I
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'649'000

image
image
5'648'000
Schulhain-Brüche II
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'648'000

image
image
5'647'000
Schulhain-Brüche III
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'647'000

image
image
5'645'000
Königstein
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'645'000

image
image
5'646'000
5'647'000
Niedere Kirchleiten-Brüche
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
ˉ
0 50 100 Meters
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
5'646'000
5'647'000

image
image
5'646'000
Obere Kirchleiten-Brüche/Lilienstein
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'646'000

image
image
5'644'000
5'645'000
Fiscalische Brüche
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
0
ˉ
00 Mete s
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
5'644'000
5'645'000

image
image
5'644'000
Postelwitzer Brüche I
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meters
5'644'000

image
image
Postelwitzer Brüche II
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0
0 100 Meters
Hangprofil
5'643'000
5'644'000
5'643'000
5'644'000

image
image
5'643'000
Postelwitzer Brüche III
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
ˉ
0 50 100 Meter
5'643'000

image
image
5'642'000
5'643'000
Postelwitzer Brüche IV
Resultate der Berechnung des Pauschalgefälles von 32°
Hangprofil
ˉ
0 50 100 Meters
Ablagerungsfläche des
berechneten Pauschalgefälles 32°
Bruchkante
Höhenlinien 10 m
Lage Profil
5'642'000
5'643'000

Anhang 4
Standortblätter
55

image
image
Obervogelgesang (km 27.0–29.9)/Abschnitt C
Relevanter Prozess
Rutsch/Wasser/Sturz
Topografische Karte
Prozessraum
Hillshade Prozessraum
Dokumentierte
Ereignisse
11.03.1999: Felssturz, 10 m
3
.
Lfd. Nr. 58
20.08.2001: Murgang, 1‘000 m
3
, Schäden am Schienenweg.
Lfd. Nr. 75
07.08.2010: Murgang 1‘300 m
3
, Schäden am Schienenweg.
Lfd. Nr. 379
22.08.2012: Blockschlag, 5 m
3
, Schäden am Schienenweg.
Lfd. Nr. 465
Beurteilung des
Anrissgebiets
Die Anrissgebiete und Geschiebelieferant der Rutsch- und Fliessprozesse sind die
Abbruchhalden unterhalb der Trockentäler. Sturzprozesse entstehen gemäß
Ereigniskataster aus den anthropogen entstandenen Steinbruchwänden wie auch aus den
natürlichen Böschungen.
Beurteilung Transit- und
Ablagerungsgebiet
Das mobilisierte/erodierte Material der Rutsch- und Wasserprozesse lagert im unteren
Bereich der Halden im Siedlungsbereich bis hin zur Elbe ab. Teilweise sind die Transit-
und Ablagerungebereiche mit Sohlenpflästerungen, Sperren und Murgangnetzen verbaut.

image
image
Abb. 1: Gegenhangfoto auf die Rinne unterhalb des
Trockentals.
Abb. 2: Verbauung der Rinne mit
Sohlenpflästerung, Sperren und Murgangnetzen.
Fotodokumentation

image
image
Zeichener Brüche (km 26.430.0)/Abschnitt C
Relevanter Prozess
Rutsch/Wasser/Sturz
Topografische Karte
Prozessraum
Hillshade Prozessraum
Dokumentierte
Ereignisse
06.07.1958: Haldenrutsch, 15‘000 m
3
, Schaden an Wohngebäude.
Lfd. Nr. 93
06.07.1958: Haldenrutsch, Schäden an Wohnhaus.
Lfd. Nr. 155
24.06.1969: Schuttstrom, 1‘500 m
3
, Straße überschüttet.
Lfd. Nr. 97
25.03.1982: Sturzprozess, 200 m3, Schaden an Fahrweg und Energieleitung.
Lfd. Nr. 55
01.04.1983: Felssturz, 90 m
3
.
Lfd. Nr. 68
16.12.1987: Sturzprozess, 200 m
3
, Schäden an Wohnhaus.
Lfd. Nr. 9
16.08.2010: Sandstein-Geröll Lawine, Wohnhaus und Grundstück betroffen.
Lfd. Nr. 381
16.08.2010: Erdrutsch, Schäden an Wohnhaus.
Lfd. Nr. 380
01.08.2012: Hangrutschung an den Halden, 10 m
3
, Schäden am Wohnhaus Zeichen.
Lfd. Nr. 466
29.05.2013: Schlammlawine.
Lfd. Nr. 491
Geologie
Das Elbknie im Bereich der Zeichener Brüche umfließt Sandsteinformationen der
Schrammsteinschichten. Im Steinbruch Hanke findet sich der Zeichener Tonhorizont.
Darüber lokal aufgeschlossen der Mergel von Zatzschke, der für die Stabilität der
darüber liegenden Sandsteinbänke (Abb. 2) und der starken Rückwitterung der
Bruchkante maßgebend ist.
Die Geländemorphologie der lössbedeckten Ebenheit deutet auf eine mögliche strukturelle
Durchtrennung des Gebirges hin. Die lokale Beurteilung der Geländemulden ergab
vermutlich glazial aktive Rinnen mit gerundeten Grossgeröllen und Relikten von
Strudeltöpfen.

Beurteilung
potenzielles
Ausbruchgebiet
Fließprozesse
Die potenziellen Anbruchgebiete der Rutsch- und Wasserprozesse befinden sich unterhalb
von Geländemulden mit nicht perennierendem Abfluss. Die Geländemulden haben sich
vermutlich entlang von bestehenden Depressionen entwickelt. Auf den oberhalb
befindlichen Landwirtschaftsflächen des Plateaus sind Geländemulden, oberhalb der
Abbruchwände frische Erosions- und Rutschspuren erkennbar. Das potenzielle Geschiebe
stammt aus den glazialen Ablagerungen sowie den Abbruchhalden der Steinbrüche. Das
Material ist vorwiegend feinkörnig mit einzelnen großen Blöcken.
Sturzprozesse
Anbruchgebiet der Sturzprozesse sind die ehemaligen Abbruchwände. Unterhalb des
Sandsteins befindet sich ein weicher Mergelhorizont (Mergel von Zatzschke), der zur
Versackung der Sandsteinbänke im Hangenden führt. Durch die unterschiedliche
Mächtigkeit der Mergelschicht entstehen Bruchmuster, entlang derer es zum Ablösen von
Felsbereichen kommen kann. Vereinzelt ist die Ablösung von ganzen Felstürmen zu
beobachten. Es ist denkbar, dass die von Nordwest in den Steinbruch hineinstreichende
Riesenfußflexur für ein leichtes S–SW-Fallen der oberen Sandsteinhorizonte
verantwortlich ist.
Beurteilung Transit- und
Ablagerungsgebiet
Fließprozesse
Transitgebiet der Fliessprozesse sind die Abbruchhalden. Bei ausreichender Erosionskraft
können diese auch als Geschiebelieferant dienen. Das Ablagerungsgebiet ist der
unterhalb befindliche Hangfuß bis zur Elbe. Das Ablagerungsgebiet enthält aufgrund der
Besiedlung und Verkehrsinfrastruktur ein hohes Schadenpotenzial.
Sturzprozesse
Ablagerungsgebiet von Felsstürzen sind die unterhalb der Wand befindlichen Halden und
Terrassen. An Stellen mit einer geringen Terrassenbreite kann es auch zu einem Transit
von Sturzkörpern bis auf den Talboden kommen. Die Halden sind größtenteils bewaldet.
Zwischen Hangfuß/Haldenfuß und Elbuferbereich verläuft eine Straße, die
Siedlungszonen erschließt.
Disposition
maßgebender
Felstrennflächen
Struktur
Azimuth
Fallen
Abstand
Persistenz
Schichtung S
-
Horizontal bis
teilweise wenige
Grad S-SW
fallend
Variable
Bankmächtig-
keiten
Diverse
Horizonte
durchgehend
Kluftschar K1
40°
75° - 90°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Kluftschar K2
225°
65°-75°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Steinbruch-
wand
Ost – West
streichend
Ca. 90°
-
-

image
image
image
image
image
Fotodokumentation
Abb. 1: Vom Felsverband gelöster Felsturm. Sicherung
durch einen schlanken gemauerten Pfeiler.
Abb. 1: Weiche Mergelschicht unter Sandstein
Abb. 2: Nach einem Murgangereignis verbaute Abflussrinne Abb. 3: Erosionsspuren in glazialen Ablagerungen:
Glaziale Abflussrinne mit Löss überdeckt

image
image
Weiße Brüche (km 23.0–24.9)/Abschnitt A
Relevanter Prozess
Sturz
Topografische Karte
Prozessraum
Hillshade Prozessraum
Dokumentierte
Ereignisse
06.09.1892: Sturz, Wand 19, 100 m
3
, einzelne Blöcke gelangten bis zum Elbufer.
Lfd. Nr. 85
01.09.1916: Sturz, Wand 27 + 28, 100 m
3
.
Lfd. Nr. 90
23.06.1916: Sturz, Wand 27 + 28, 1‘500 m
3
.
Lfd. Nr. 91
01.07.1930: Sturzereignis bei der Bastei, 20 m
3
.
Lfd. Nr. 99
18.01.1934: Sturz, Wand 15, 10‘000 m
3
, einzelne Blöcke gelangten bis zum Elbufer.
Lfd. Nr. 86
01.07.1957: Sturz, bei Karl-Stein-Hütte, < 1 m
3
.
Lfd. Nr. 208
11.07.1964: Sturz, Wand 8, 500 m
3
.
Lfd. Nr. 87
16.12.1973: Sturz, Wand 2, 2‘500 m
3
.
Lfd. Nr. 88
01.03.1984: Sturzereignis in Rathen, 0.25 m
3
.
Lfd. Nr. 92
16.04.1991: Sturz, Wand 5, 100 m
3
.
Lfd. Nr. 89
22.11.2000: Sturz, Wartturm, 500 m
3
, Ablagerungen gelangten bis an
Fuß-/Radweg.
Lfd. Nr. 114
04.02.2002: Sturz, Wand 13, 100 m
3
.
Lfd. Nr. 111
27.10.2002: Sturzereignis bei Rathen, 1 m
3
.
Lfd. Nr. 107
18.02.2005: Sturz, Wand 42, 15 m
3
.
Lfd. Nr. 180
20.05.2009: Sturz, Wand 13, 600 m
3
.
Lfd. Nr. 296

Geologie
In den Weißen Brüchen wurden im Hangenden die Schrammsteinschichten der Stufe d,
bzw. KSr3 nach geologischer Karte und im Liegenden des Horizontes γ3 die Herrenleite-
Sandsteine der Stufen c2+3 abgebaut. Besonders hervorzuheben ist die Überlagerung der
tektonischen Hauptrichtungen mit der Steinbruchwand, welche ca. Ost-West streicht.
Dadurch ergibt sich in den bis 80 m hohen senkrechten und teilweise überhängenden
Wänden ein charakteristisches Sägezahnmuster mit vor- und zurückspringenden
Wandteilen. Durch die Spannungsumlagerung im Gebirge haben sich in
den
auskragenden Felsspornen listrische, nach unten ausstreichende Sprödbrüche gebildet.
Entlang solcher Bruchflächen ist es in der Vergangenheit immer wieder zu kleineren und
größeren Felsstürzen gekommen.
Beurteilung
potenzielles
Ausbruchgebiet
Die Felswände der Weißen Brüche sind durch Steinbruchtätigkeit und nachfolgende
Verwitterung und Nachstürze geprägt. Sie weisen Höhen von bis zu 80 m auf. Ausgehend
von den Kluftsystemen können sich ganze Felstürme oder einzelne Felsbestandteile der
Sandsteinwände aus dem Verband lösen.
Beurteilung Transit- und
Ablagerungsgebiet
Ablagerungsgebiet von Felsstürzen sind die unterhalb der Wand befindlichen Halden und
Terrassen. Die Terrassen sind meist eben oder weisen sogar ein Gegengefälle zur Wand
hinauf. Sie erreichen Breiten zwischen 50 bis 150 m. Die darauf befindlichen Sturzmassen
mit riesigen Einzelblöcken sind teilweise noch Reste früherer Wandfällungen oder aber
Ablagerungen späterer natürlicher Nachstürze. Der Haldenboden ist größtenteils sandig
mit grobem Blockschutt und weist lichten Waldbewuchs (hauptsächlich Birken) auf.
Teilweise ist Blockmaterial zu dammartigen Strukturen auf der Terrasse aufgeschüttet. Die
Ablagerungen bestehen einerseits aus massiven Blöcken, andererseits zerfällt viel
Material beim Aufprall und nachfolgender Verwitterung zu Sand. Ein eindrückliches
Beispiel der Desintegration lieferte der Teilabsturz des Wartturmes am Ostende der
Weißen Brüche im Jahre 2000.
Disposition
maßgebender
Felstrennflächen
Struktur
Azimuth
Fallen
Abstand
Persistenz
Schichtung S
-
horizontal
Variable
Bankmächtig-
keiten
Diverse
Horizonte
durchgehend
Kluftschar K1
40°
75° - 90°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Kluftschar K2
225°
65°-75°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Bruchflächen
Ca. Ost – West
Konkav-
muschelig, nach
unten listrisch
ausstreichend
-
-
Steinbruch-
wand
Variabel von
120° Ostteil,
180° Zentralteil,
220° Westteil
Ca. 90°
-
-

image
image
image
image
Fotodokumentation
Abb. 1: Felssturzablagerungen, vermutlich Ereignis 2002
Abb. 2: Haldenböschung unterhalb der Felswand
Abb. 3: Vom Gesteinsverband durch Kluft getrennter Fels-
turm
Abb. 4: Steinbruchwand der Weißen Brüche

image
image
Postelwitzer Brüche (km 5.2–7.7)/Abschnitt A
Relevanter Prozess
Sturz
Topografische Karte
Prozessraum
Hillshade Prozessraum
Dokumentierte
Ereignisse
25.01.1862: Sturz, Wand 26, 60‘000 m
3
, 24 Steinbrecher verschüttet.
Lfd. Nr. 45
14.01.1936: Sturz, Wand 4, 5‘000 m
3
, Schäden an Gebäuden.
Lfd. Nr. 117
02.01.1964: Sturz, Hundsnase, 1‘000 m
3
.
Lfd. Nr. 118
19.08.1979: Sturz, Wand 15, 150 m
3
.
Lfd. Nr. 56
24.04.1985: Sturz, Wand 26, 5‘000 m
3
, zerstörte Bergsteigerhütte.
Lfd. Nr. 64
18.04.2004: Sturz, Wand 12, 70 m
3
.
Lfd. Nr. 112
31.07.2004: Sturz, Wand 21, 5 m
3
.
Lfd. Nr. 125
26.02.2010: Sturz, 10 m
3
.
Lfd. Nr. 316
01.06.2011: Sturz, 20 m
3
, Ablagerungen auf Wanderweg.
Lfd. Nr. 375
Geologie
Die Steinbrüche liegen in den Postelwitzer Schichten, der Stufen b und c1. Es handelt sich
um kompakte, grob- bis mittelbankige Quarzsandsteine mit Sedimentstrukturen und
häufigen Ichnofossilien (insb. Grabgänge).
Beurteilung
potenzielles
Ausbruchgebiet
Potentielle Ausbruchgebiete sind die ehemaligen Bruchwände. Aus der Steinbruchtätigkeit
sind teilweise übersteilte oder unterhöhlte Sandsteinwände zurückgeblieben. Teilweise
sind frische Bruchkanten erkennbar. Diese verlaufen entlang der Hauptkluftrichtungen, in
Einzelfällen sind auch konkav Bruchflächen erkennbar, die dem Bruchmuster der
Wandfällungen entsprechen.
Beurteilung Transit- und
Ablagerungsgebiet
Das Transit- und Ablagerungsgebiet bilden ausgeprägte, bis 40 m hohe Halden und
Haldenterrassen. Die Terrassenbreite zwischen Wand und Böschungskante variiert

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zwischen 20 und 100 m. Aufgrund des Waldbewuchses und alten Ablagerungen weisen
die Transit- und Ablagerungsgebiete hohe Oberflächenrauigkeiten auf. An Stellen mit
geringen Terrassenbreiten oder Halden die bis an die Steilwände heranreichen, können
Sturzprozesse auch über den Haldenrand bis ans Elbufer gelangen. Im bewaldeten
Haldenhang oberhalb der B172 befinden sich vereinzelt Sturzblöcke. Am Haldenfuß
entlang führt die Straße nach Schmilka und zur tschechischen Grenze.
Disposition
maßgebender
Felstrennflächen
Struktur
Azimuth
Fallen
Abstand
Persistenz
Schichtung S
-
horizontal
Variable
Bankmächtig-
keiten
Diverse
Horizonte
durchgehend
Kluftschar K1
40°
75° - 90°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Kluftschar K2
225°
65°-75°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Bruchflächen
Ca. Ost – West
Konkav-
muschelig, nach
unten listrisch
ausstreichend
-
-
Fotodokumentation
Abb. 1: Abbruchwand der Postelwitzer Brüche
Abb. 2: Ablagerungen am Hangfuß der Sandsteinwände

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image
Abb. 3: Sturzblock auf Wanderweg, Ereignis 2002
Abb. 4: Sturzblock, der oberhalb der B172 zum
Stehen kam

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image
Schmilka (km 3.3–4.6)/Abschnitt A
Relevanter Prozess
Sturz
Topografische Karte
Prozessraum
Hillshade Prozessraum
Dokumentierte
Ereignisse
01.07.1885: Sturz, 20 m
3
.
Lfd. Nr. 43
29.06.1971: Sturz, 3 m
3
, Ablagerung auf B172.
Lfd. Nr. 81
31.07.1977: Sturz, 1 m
3
, Ablagerung zwischen Kontrollhäusern.
Lfd. Nr. 76
08.08.1978: Sturz, 1 m
3
, Ablagerung auf B172.
Lfd. Nr. 77
03.08.1980: Sturz, 0.5 m
3
, Schaden an PKW.
Lfd. Nr. 78
11.01.1983: Sturz, 1 m
3
, Gebäudeschaden an Kontrollhaus.
Lfd. Nr. 79
19.01.1986: Sturz, 1 m3, Blöcke lösten sich aus Hangschutt, Gebäudeschäden an
Kontrollhaus.
Lfd. Nr. 80
01.08.2008: Sturz, 0.5 m
3
.
Lfd. Nr. 520
Geologie
Die Felsböschungen bzw. Felswände werden durch die Postelwitzer Schichten gebildet.
Es handelt sich um dieselben Gesteine, welche in den Steinbrüchen abgebaut wurden,
hier allerdings in mehr oder weniger natürlicher Verwitterungsform. Auffallend sind
Dichtklüftungszonen, bzw. enggestufte steilstehende Kluftscharen, welche in den teilweise
bizarr verwitternden Quadersandsteinen auftreten. Im Siedlungsgebiet wurden instabile
Felsbereiche (isolierte Kluftkörper, Felsüberhänge) vielfach mit stabilisierenden
Maßnahmen (Vernagelung, Felsverankerungen, Untermauerungen etc.) gesichert.
Beurteilung
potenzielles
Ausbruchgebiet
Hauptausbruchgebiet von Sturzprozessen bei Schmilka sind die ehemaligen
Abbruchwände. Aus diesen können sich entlang von Kluftflächen Felsfragmente
unterschiedlicher Größenordnungen lösen. Teilweise sind die Ausbruchgebiete mit
Ankern, Spritzbeton und Betonuntermauerungen verbaut.

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image
Beurteilung Transit- und
Transitgebiete sind die Hänge/Halden unterhalb der Felswände. Oberhalb der Kontroll-
Ablagerungsgebiet
häuser ist aufgrund der Topografie ein Stoppen der Sturzblöcke wenig wahrscheinlich. An
Stellen, wo die Terrassen deutlicher ausgebildet sind, können Sturzblöcke auf diesen
ablagern. In vielen Gebieten reicht das Transitgebiet bis an die angrenzende Straße (B172).
Kluftschar K1
40°
75° - 90°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Kluftschar K2
225°
65°-75°
Meter -
Dekameter
durchtrennend
Fotodokumentation
Abb. 1: Felswand und
Sicherungsmaßnahmen
bei der
Grenzübergangsstelle Schmilka (Vernagelung oben,
Steinschlagschutznetz unten)
Abb. 2: Durch Steinschlagschutznetz zurückgehaltene
Steine
Disposition
maßgebender
Struktur
Azimuth
Fallen
Abstand
Persistenz
Felstrennflächen
Schichtung S
-
horizontal
Variable
Bankmächtig-
keit
Diverse
Horizonte
keiten
durchgehend

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Abb. 3: Vom Felsverband losgelöste Felsplatte
Abb. 4: Steinbruchwand der Schmilkaer Brüche

Anhang 5
Modellbeschrieb RAMMS::Debris Flow
70

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RAMMS Debris Flow
Eine kurze Beschreibung des Murgangmodells
Hauptsitz :
GEOTEST AG
Tel
031 910 01 01
Filialen :
4587 Aetingen SO
7260 Davos Dorf GR 1920 Martigny VS
Birkenstrasse 15
Fax
031 910 01 00
6055 Alpnach Dorf OW 1762 Givisiez FR
2000 Neuchâtel
CH-3052 Zollikofen
zollikofen@geotest.ch
6460 Altdorf UR
6374 Buochs NW
6048 Horw LU
9001 St. Gallen
1052 Le Mont-s.-L. VD 8045 Zürich

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1. Einleitung
Das zweidimensionale Murgangmodell RAMMS stellt gegenüber eindimensionalen Ansätzen
eine grosse Weiterentwicklung dar, bei welchen vorgängig durch den Benutzer Fliessrichtung
und Ausbreitung von Murgängen definiert werden mussten. Dies kann vor allem in
komplexem Terrain mit mehreren möglichen Fliesswegen mit Schwierigkeiten verbunden
sein. Zudem können mit 1D-Modellen auch Auffang- und Ablenkdämme nicht exakt
abgebildet werden.
Aus diesem Grund wurde am Eidgenössischen Forschungsinstitut WSL/SLF das dynamische
Murgangmodell RAMMS entwickelt, welches genaue Vorhersagen zu Auslaufdistanz,
Fliessgeschwindigkeiten und Fliessdruck in dreidimensionalem Gelände liefert.
2. Das Modell
RAMMS basiert auf einem modifizierten, einphasigen Reibungsmodell nach Voellmy.
Gestützt auf einem tiefengemittelten, der Massen- und Impulserhaltung folgenden Modell
werden die Flachwassergleichungen durch ein finites Volumenverfahren im
zweidimensionalen Gelände gelöst. Von massgebender Bedeutung für die Berechnung der
Auslaufdistanz sind dabei die turbulente und trockene Reibung.
2.1 Reibungsmodell
Das in RAMMS implementierte Voellmy-Reibungsmodell teilt den Reibungswiderstand in
einen trockenen, coulomb’schen Reibungsterm (Koeffizient
μ)
sowie in einen turbulenten
Reibungsterm (Koeffizient
ξ).
Ersterer ist dabei hauptsächlich von den Materialeigenschaften
(u.a. Dichte und Wassergehalt) und vom Druck senkrecht zur Bodenoberfläche abhängig ist.
Letzterer dagegen quantifiziert den Verlust an kinetischer Energie, welcher durch die Reibung
zwischen den Partikeln und dem Boden entsteht. Der Reibungswiderstand S (Pa) ist damit
wobei
ρ
die Dichte, g die Erdbeschleunigung,
φ
die Hangneigung, H die Fliesshöhe senkrecht
zur Bodenoberfläche und U die Fliessgeschwindigkeit. Für eine detaillierte Beschreibung des
Modells (z.B. Lösung der Flachwassergleichungen) sei auf die entsprechenden
wissenschaftlichen Artikel verwiesen.
2.2 Eingangsdaten
Die folgenden Eingangsdaten werden für Murgangmodellierungen mit RAMMS benötigt:
1.
Digitales Höhenmodell (DHM):
Für exakte Modellierungsresultate werden
Höhenmodelle mit einer Auflösung von 5 m oder besser benötigt.
Solche
hochpräzisen DHM werden häufig mit einem flugzeuggestützten Laserscanning
erhoben.

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2.
Anrissgebiete und Geschiebefrachten:
Die potentiellen Anrissgebiete von Murgängen
werden entweder durch Fachexperten im Gelände bestimmt oder aber durch spezielle
Algorithmen in Abhängigkeit von Hangneigung und Bodenbedeckung hergeleitet. Die
Abschätzung der Geschiebefrachten erfolgt je nach Zielmassstab aufgrund von
detaillierten Geländebegehungen oder in Kombination mit digitalen Grundlagendaten.
3.
Reibungsparameter:
Die Reibungsparameter werden sowohl anhand der Rauhigkeit
und der Geometrie des Gerinnes sowie anhand der Materialeigenschaften der
Murgänge (u.a. Dichte und Wassergehalt) bestimmt.
2.3 Resultate und Visualisierung
Die Modellierungsresultate werden in einer integrierten GIS-Umgebung dargestellt. Dies
erleichtert sowohl den Vergleich mit den erhobenen Felddaten als auch die Interpretation der
Resultate. Die graphische Benutzeroberfläche erlaubt eine rasche Beurteilung von
Auslaufdistanz, Fliessgeschwindigkeit, Fliesshöhe und Staudruck. Die Resultate können
zusätzlich als Raster oder Shapefile exportiert und in einem Geographischen
Informationssystem weiterverarbeitet werden.
2.4 Kalibrierung
RAMMS wurde an zahlreichen Murgangereignissen kalibriert, welche unter anderem an
Mess- und Beobachtungsstationen in der Schweiz aufgezeichnet wurden. Diese Daten
beinhalten Fliessgeschwindigkeitsmessungen, Videoaufzeichnung sowie eine gekoppelte
Messung von Fliesshöhe, Porenwasserdruck, Normal- und Scherkräften.
Im Rahmen von Forschungs- und Projektarbeiten wurden zusätzliche Modellkalibrierungen
durch diverse Nachberechnungen von gut dokumentierten Murgangereignissen in alpinen
Regionen durchgeführt.
2.5 Anwendung von RAMMS Debris Flow zur Modellierung von
Bergstürzen
Methodik
Seit einigen Jahren werden an der eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und
Landschaft (WSL) sowie an der ETH Zürich Fels- und Bergsturzereignisse (Steinemann,
2012; Walter, 2013) sowie gemischte Eis- und Felsstürze (Schneider et al., 2011; Schneider
et al., 2010) mit Hilfe des Murgang-Modul RAMMS (WSL/SLF, 2011a) nachmodelliert und zur
Kalibrierung des Moduls verwendet. Im Rahmen der GHKperiGlazial (ARGE, 2014) wurden
die Transit- und Ablagerungsräume ausgehend von den definierten Ausbruchflächen mit dem
Murgang-Modul RAMMS Version 1.5 modelliert. Die für die GHKperiGlazial angewandte
Methodik für die Parametrisierung basiert auf den Erfahrungen von Steinemann (2012),
Walter (2013) und Graeminger (2012) und wurde für das vorliegende Projekt übernommen.

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Modellbeschrieb
In der Annahme, dass sich die Hauptmasse eines Fels- oder Bergsturzes ähnlich verhält wie
ein Murgang mit einem erhöhten coulomb’schen Reibungsterm (Koeffizient μ) und einem
verringerten turbulenten Reibungsterm (Koeffizient
ξ),
können Transit-
und
Ablagerungsbereiche potentieller Ausbruchgebiete mit der nummerischen Simulations-
software RAMMS Debris Flow modelliert werden (Preuth T., 2010).
Die Länge des Auslaufes nimmt mit steigendem Ausbruchvolumen zu, während der
Fahrböschungswinkel abnimmt (Preuth, 2010; Erismann, 2001; Scheidegger, 1973).
Ausgehend von dieser Korrelation und der Annahme, dass μ dem Tangens des
Fahrböschungswinkels entspricht, wird der interne coulomb’sche Reibungskoeffizient μ mit
steigendem Ausbruchvolumen reduziert (Scheidegger, 1973). Der Koeffizient wird nach der
von Erismann und Abele (2001) und Amann (2005) modifizierten Scheideggerkurve mit dem
berechneten Ausbruchvolumen festgelegt (vgl. Abb 1). Diese Methode kann für
Ausbruchvolumen > 5 x 10
6
m
3
angewandt werden (Erismann, 2001). Für den turbulenten
Reibungskoeffizient
ξ
wurde ein konstanter Wert von 500 m/s
2
angenommen. Dieser scheint
im Gegensatz zum internen coulomb’schen Reibungskoeffizient wesentlich weniger
massgebend für die Auslaufdistanz zu sein (Walter, 2013).
Abb. 1: Korrelationskurve Fahrböschungswinkel und Volumina > 5 x 10
6
m
3
. Die Kurve basiert auf 69 historischen
Ereignissen nach Scheidegger (1973), Erismann und Abele (2001) und Amann (2005); Punkte und ausgezogene
Linie: 21 Ereignisse im Kristallin; gestrichelte Linie: Ereignisse aller Gesteinsarten;
β
f
Fahrböschungswinkel; V:
Volumen (km
3
).

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3. Verwendete Modellparameter
Tab. 1: Verwendete Parameter für die RAMMS-Modellierung (Felsgleitung).
Kubatur
520‘000 – 21‘000‘000 m
3
Dichte des Materials
2‘500 kg/m
3
Reibungsparameter
μ: 0.3 - 0.6
ξ: 300 – 500 m/s
2
Auslösemethode
Block Release. Die Rutschmasse wird als Block auf das
angepasste Höhenmodell gesetzt.
Momentum
8 - 10 %
Auflösung digitales
Höhenmodell
5 m
Tab. 2: Verwendete Parameter für die RAMMS-Modellierung (Murgang).
Kubaturen
2‘000 – 10‘000 m
3
Dichte des Materials
1‘900 kg/m
3
Reibungsparameter
μ: 0.2
ξ: 200 m/s
2
Die verwendeten Reibungsparameter beschreiben einen
Murgang mit einer Fliessdynamik zwischen granular und
flüssig.
Auslösemethode
Abflussganglinie (Hydrograph). Der Hydrograph wurde
oberhalb der Haldenterrassen gesetzt.
Momentum
5 %
Auflösung digitales
Höhenmodell
2 m
4. Literaturverzeichnis
Amann, F. (2005): Grosshangbewegung Cuolm Da Vi (Graubünden, Schweiz) – Geologisch-
geotechnische Befunde und numerische Untersuchungen zur Klärung des
Phänomens. Germany: Dissertation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen –
Nürnberg.
ARGE GEOTEST/geo7. (2014). GHKperiGlazial, Pilot Kandertal - Phase I und II, Evaluation
Resultate und Evaluation Phase I-II. Zollikofen/Bern.
Erismann, H. (2003): Dynamics of Rockslides and Rockfalls. Heidelberg.
Gräminger, L. Prehistoric rock avalanche at Rinderhorn Switzerland. Master's Thesis, ETH
Zürich: Zürich, 2012.
Preuth, T. (2010): A random kinetic energy model for rock avalanches.

l
d
Scheidegger, A.E. (1973): On the Prediction of the Reach and Velocity of Catastrophic
Landslides. Rock Mechanics 5, Seiten 231-236.
Steinemann, S. Simulation of rock avalanche runout with RAMMS, Short Reports. WSL:
Birmensdorf, 2012.
Walter, P. (2013): Evaluation of methods for run-out prediction of small and large scale rock
avalanches. Zürich Switzerland: Departement of Earth Sciences.
WSL/SLF (2011): RAMMS Debris Flow 1.5. Birmensdorf.
WSL/SLF (2013): RAMMS Debris Flow User Manual v1.5. Birmensdorf.

Herausgeber:
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG)
Pillnitzer Platz 3, 01326 Dresden
Telefon: + 49 351 2612-0
Telefax: + 49 351 2612-1099
E-Mail: lfulg@smul.sachsen.de
www.smul.sachsen.de/lfulg
Autoren:
Maren Salz, Dr. Kaspar Graf
Geotest AG, Naturgefahren
Bahnhofstr. 8A, CH-7260 Davos Dorf
Telefon: + 41 81 41035-11
Telefax: + 41 81 41035-01
E-Mail: maren.salz@geotest.ch
Redaktion:
Peter Dommaschk
LfULG, Abteilung Geologie/Referat Ingenieurgeologie
Halsbrücker Str. 31a, 09599 Freiberg
Telefon: + 49 3731 294-1301
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Fotos
:
Maren Salz
Redaktionsschluss:
28.02.2015
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