Stauseen bieten Wasserspeicherung, Wasserkraft und Erholung für lokale Gemeinschaften. Das Hinzufügen eines Reservoirs verändert jedoch die geologischen Bedingungen einer Landschaft erheblich und bringt neue und unvorhersehbare Gefahren mit sich – insbesondere Erdrutsche. Das Verständnis der Faktoren, die zu Erdrutschen in Stauseen führen, ist für die Aufrechterhaltung der Stauseeninfrastruktur und der öffentlichen Sicherheit von größter Bedeutung.
In einer neuen Studie stellen Ye et al. ein neues faseroptisches Nervensystem (FONS) vor, um Reservoirrutschen zu überwachen und zu untersuchen. Die Autoren entwarfen, implementierten und installierten ihr FONS, um den alten Outang-Erdrutsch in der Region des Drei-Schluchten-Stausees in China zu überwachen, der ein Volumen von mehr als 117 Millionen Kubikyard (90 Millionen Kubikmeter) hat und zwischen 4 und 20 Zoll pro Jahr wandert (100– 500 Millimeter). Das System liefert Echtzeitdaten mit hoher räumlicher Auflösung im Zentimetermaßstab.
Das Setup verwendet separate Glasfaserkabel für jede überwachte Variable – Untergrundtemperatur, Feuchtigkeit und Belastung. Die Sensoren sind in einem 4 Zoll (110 Millimeter) großen Bohrloch gebündelt, das sich mehr als 131 Fuß (40 Meter) unter die Oberfläche erstreckt. Nach der Installation überträgt das Array drahtlos Messwerte zu den Untergrundbedingungen an einen Datenserver an der Oberfläche, der es den Forschern ermöglicht, die Kinematik von Erdrutschen, den hydrologischen Transport und die Sedimentretention zu überwachen.
Mit Daten des FONS bestätigten die Autoren die Haupt- und Nebengleitflächen des Hinterhangs. Darüber hinaus stellten sie fest, dass kurze Regenfälle mit hoher Intensität einen stärkeren Einfluss auf die Mechanik von Erdrutschen hatten als anhaltende Regenfälle, die die gleiche Menge an Feuchtigkeit auf die Oberfläche fallen ließen. Dieser Befund widersprach der hypothetischen Beziehung zwischen Niederschlag und Erdrutschbewegung.
Das neue System eröffnet Möglichkeiten für ein integriertes Gefahrenmonitoring. Das unterirdische Detektionssystem bietet entscheidende Einblicke in die thermohydromechanischen Ursachen, Auslöser und Mechanismen von Reservoir-Erdrutschen. Zukünftige Anwendungen könnten Satelliten-, Luft- und Oberflächensensoren kombinieren, um Georisiken umfassend zu untersuchen.
Xiao Ye et al, Subsurface Multi‐Physical Monitoring of a Reservoir Erdslide With the Fiber‐Optic Nerve System, Geophysikalische Forschungsbriefe (2022). DOI: 10.1029/2022GL098211
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, neu veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichtehier.