Wirkung des Waldes im Transit- und Ablagerungsgebiet von Hangmuren

In Switzerland, spontaneous shallow landslides and hillslope debris flows cause high infrastructure damage, closures of important infrastructure, evacuations and sometimes fatalities every year. At the latest since the introduction of the cycle of integral management of natural hazard risks, the protection forest is the most important biological measure against shallow landslides and hillslope debris flows. The focus is usually on the effect of the protection forest in the landslide fracture area. However, there is often evidence in the field that the forest also has a protective effect in the transit and deposition areas of hillslope debris flows, not only in the fracture area. Nevertheless, the protective effect of forests in the transit and deposition areas of hillslope debris flows has not yet been systematically investigated. Therefore, the aim of this study was to measure the relevant forest structure parameters that determine the protective effect. In addition, we quantified this effect by means of a risk assessment in two case studies. With the help of analyses of historical hillslope debris flow events in combination with terrain surveys in the forest, it could be shown that the braking effect of the forest is mainly influenced by the number of trunks. As the density of the forest increases, the length of the runout distance decreases. In addition, it could be shown that significantly more material can be deposited behind thicker trees. This suggests that a well-structured stand with a high number of trunks, but also occasional large diameters, offers ideal protection against hillslope debris flows in the transit and deposition area. The results of the laboratory tests indicate that the braking effect of different forest structures (dense, open, with gaps) is always given compared to a situation without forest, and this at lower (16%) and higher (20%) water contents. Runout sections of historical hillslope debris flow events with and without forest in the transit section could be reproduced with DEM-based simulations with rigid cylinders with BHD > 20 cm and allowed a calculation and monetisation of the protective effect of forest in the transit section of hillslope debris flows. This showed that the risk-reducing effect of forest in the transit area of a hillslope debris flow can amount to CHF 6,500/year for a motorway similar to the Gotthard section.

In der Schweiz verursachen spontane flachgründige Rutschungen und Hangmuren regelmässig hohe Infrastrukturschäden und -sperrungen, Evakuationen und auch Todesfälle. Spätestens seit der Einführung des Kreislaufs des integralen Managements von Naturgefahrenrisiken ist der Schutzwald die wichtigste biologische Massnahme gegen flachgründige Rutschungen und Hangmuren. Er entfaltet seine Wirkung nicht nur im Anrissgebiet der Rutschung, sondern auch im Transit- und Ablagerungsgebiet. Der Einfluss des Waldes auf den Auslauf von Hangmuren wurde bis jetzt allerdings nicht systematisch untersucht. Das Ziel dieser Studie war es, die für die Schutzwirkung relevanten Waldstrukturparameter zu messen. Auch haben wir diese Wirkung mittels einer Risikoanalyse in zwei Fallbeispielen quantifiziert. Die Analysen historischer Hangmurenereignisse in Kombination mit Geländeaufnahmen ergaben, dass hauptsächlich die Stammzahl die Bremswirkung des Waldes beeinflusst. Mit zunehmender Dichte des Waldes verkürzt sich die Auslaufstrecke. Zudem zeigte sich, dass sich hinter dickeren
Bäumen deutlich mehr Material ablagert. Ein gut strukturierter Bestand mit einer hohen Stammzahl und vereinzelt grossen Durchmessern bietet demnach idealen Schutz gegen Hangmuren im Transit- und Ablagerungsgebiet. Die Ergebnisse der Laborversuche deuten darauf hin, dass verschiedene Waldstrukturen (dicht, offen, mit Lücken) Rutschungen stets stärker bremsen als ein Gelände ohne Wald. Simulationen von Auslaufstrecken historischer Ereignisse mit und ohne Wald in der Transitstrecke erlaubten eine Monetarisierung der Schutzwirkung des Waldes in der Transitstrecke. Demnach könnte sich die risikoreduzierende Wirkung des Waldes im Transitgebiet einer Hangmure für eine Autobahn wie jene auf der Gotthardstrecke auf 6500 CHF pro Jahr belaufen.