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Bodenfeuchtemessungen sind entscheidend für geotechnische, hydrologische und meteorologische Problemstellungen im Bereich der Naturkatastrophenforschung, speziell an Hochwasserschutzdeichen. Bisherige Methoden messen nur grob aufgelöst großräumig (Satellitendaten) oder auf zu kleinen Skalen um einen ganzen Deich erfassen zu können. Ziel der Arbeit ist die Verfügbarkeit eines Systems, dass mittels Kombination von Mess- und Modelliertechniken die Feuchtebilanz eines Deiches großräumig verwalten kann und als Frühwarnsystem dienen kann. Dazu soll die Feuchteverteilung im Deich gemessen werden und deren Entwicklung unter Einbeziehung der prognostizierten Niederschlags- und Verdunstungsverhältnisse vorherberechnet werden.
Die vorliegenden und prognostizierten Wettereinflüsse sollen hochaufgelöst einbezogen werden und die hyraulischen und geotechnischen Bedingungen gemessen werden. Die Modellierung soll in der Lage sein, aus diesen Randbedingungen die Feuchteentwicklung für die nächsten Tage berechnen zu können. Dazu müssen sowohl die meteorologischen Einflüsse an das Bodenmodell angekoppelt werden wie auch die Bodenhydraulik simuliert werden. In der ersten Phase des Projektes (2005) wurden Messungen an Modelldeichen durchgeführt. Dazu standen zwei Labordeiche und ein maßstäbliches Deichmodell an der Bundesanstalt für Wasserbau zur Verfügung. Messungen wurden während Flutungs- und Beregnungsexperimenten mit Geoelektrik, Spatial TDR (durch das Institut für Boden- und Felsmechanik) und Georadar (durch das Geophysikalische Institut) durchgeführt. Der Wassergehalt wird dadurch quantifiziert, dass Änderungen mittels Geoelektrik ermittelt und mit einem initialen Wert für den Wassergehalt aus den Georadarmessungen verknüpft werden. Die STDR-Methode wird hierbei für vergleichende Messungen verwendet.

Wissenschaftliche Betreuung:

• Dr. Christian Hauck, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe/Universität Karlsruhe
• Prof. Christoph Kottmeier, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe/Universität Karlsruhe
• Dr. Andreas Bieberstein, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik, Abteilung Erddammbau und Deponiebau, Universität Karlsruhe

Projektpartner:

• Holger Wörsching, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik, Abteilung Erddammbau und  Deponiebau, Universität Karlsruhe
• Dr. Alexander Scheuermann, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik, Abteilung Erddammbau und Deponiebau, Universität Karlsruhe
  
• Kwasi Preko, Geophysikalisches Institut, Universität Karlsruhe
  
• Prof. Helmut Wilhelm, Geophysikalisches Institut, Universität Karlsruhe