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Landslide analysis and early warning

Thiebes, Benjamin (2011) Landslide analysis and early warning.
Dissertation, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Glade, Thomas

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DOI: 10.25365/thesis.15245
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29329.78402.258766-6

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Abstract in English

Recent landslide events demonstrate the need to improve landslide forecasting and early warning capabilities in order to reduce related risks and protect human lives. In this thesis, local and regional investigations were carried out to analyse landslide characteristics in the Swabian Alb region, and to develop prototypic landslide early warning systems. In the local study area, an extensive hydrological and slope movement monitoring system was installed on a seasonally reactivated landslide body located in Lichtenstein-Unterhausen. Monitoring data was analysed to assess the influence of rainfall and snow-melt on groundwater conditions, and the initiation of slope movements. The coupled hydrology-slope stability model CHASM was applied to detect areas most prone to slope failures, and to simulate slope stability using a variety of input data. Subsequently, CHASM was refined and two web-based applications were developed: a technical early warning system to constantly simulate slope stability integrating rainfall measurements, hydrological monitoring data and weather forecasts; and a decision-support system allowing for quick calculation of stability for freely selectable slope profiles. On the regional scale, available landslide inventory data were analysed for their use in evaluation of rainfall thresholds proposed in other studies. Adequate landslide events were selected and their triggering rainfall and snow-melting conditions were compared to intensity-duration and cumulative thresholds. Based on the results, a regional landslide early warning system was developed and implemented as a web-based application. Both, the local and the regional landslide early warning systems are part of a holistic and integrative early warning chain developed by the ILEWS project, and could easily be transferred to other landslide prone areas.

Schlagwörter in Englisch

landslides / early warning / modelling / monitoring / CHASM / rainfall thresholds

Abstract in German

In jüngerer Vergangenheit aufgetretene gravitative Massenbewegungen verdeutlichen die Notwendigkeit die Vorhersagemöglichkeiten von und die Frühwarnung vor gravitativen Massenbewegungen zu verbessern, um die damit verbundenen Risiken zu reduzieren und Menschenleben zu schützen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit lokalen und regionalen Analysen der auslösenden Bedingungen gravitativer Massenbewegungen an der Schwäbischen Alb, und der Entwicklung von Frühwarnsystem Prototypen. Im lokalen Untersuchungsgebiet wurde ein extensives hydrologisches und Hangbewegungsmonitoringsystem auf einem saisonal reaktivierten Hangrutschungskörper in Lichtenstein-Unterhausen installiert. Basierend auf der Analyse von Monitoringdaten wurde der Einfluss von Niederschlag und Schneeschmelze auf die Grundwasserbedingungen und die Initiierung von Hangbewegungen untersucht. Das kombinierte Hydrologie und Stabilitätsmodell CHASM wurde verwendet, um Hangbereiche auszuweisen, für die ein Versagen wahrscheinlich ist, und die Auswirkungen einer Vielzahl von Einflussfaktoren auf die Hangstabilität zu simulieren. Auf den Ergebnissen aufbauend wurden zwei Internet-basierte Anwendungen entwickelt. Die erste Applikation stellt ein technisches Frühwarnsystem dar, in dem die Hangstabilität unter Verwendung von gemessenem Niederschlag, hydrologischen Monitoringdaten und Wettervorhersagen fortlaufend simuliert wird. Die zweite Anwendung dient der Entscheidungsunterstützung und erlaubt eine schnelle Berechnung der Hangstabilität für frei wählbare Profile. Auf der regionalen Ebene wurden verfügbare Inventare gravitativer Massenbewegungen analysiert und hinsichtlich einer Bewertung von Niederschlagsschwellenwerte anderer Studien ausgewertet. Adäquate gravitative Massenbewegungen wurden ausgewählt und deren auslösende Niederschlags- und Schneeschmelzekonditionen mit Intensität-Dauer und kumulativen Schwellenwerten verglichen. Aufbauend auf den Ergebnissen wurde ein regionales Frühwarnsystem für gravitative Massenbewegungen entwickelt und als Internet-basiertes Anwendung implementiert. Die entwickelten lokalen und regionalen Frühwarnsysteme sind Teil einer holistischen und integrativen Frühwarnkette, welche durch das ILEWS Project implementiert wurde, und können auch auf andere von gravitativen Massenbewegungen betroffene Gebiete übertragen werden.

Schlagwörter in Deutsch

gravitative Massenbewegungen / Hangrutschungen / Frühwarnung / Modellierung / Monitoring / CHASM / Niederschlagsschwellenwerte

Item Type: Hochschulschrift (Dissertation)
Author: Thiebes, Benjamin
Title: Landslide analysis and early warning
Subtitle: local and regional case study in the Swabian Alb, Germany
Umfangsangabe: IX, 279 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Publication year: 2011
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Glade, Thomas
Assessor: Glade, Thomas
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.09 Physische Geographie
38 Geowissenschaften > 38.45 Geomorphologie
AC Number: AC08705316
Item ID: 15245
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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