Hochwasser 20.06.2013, 14:32 Uhr

Deich-Experten: „Wir sagen, wo genauer geprüft werden muss“

Hält der Damm? Diese Frage bewegt nicht nur die Anwohner von Donau und Elbe, sondern auch Forscher der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. Am vergangenen Montag überflogen sie Deiche nahe Magdeburg, um mit einer Thermalkamera Durchfeuchtungen aufzuspüren. Fachbereichsleiter Thomas Lege und Projektleiter Friedhelm Schwonke erläutern Details.

Der BGR-Hubschrauber nördlich von Magdeburg im Einsatz: Mit einer Infrarot-Thermalkamera haben Forscher der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe die Durchweichung der Deiche beim Hochwasser in Ostdeutschland überprüft.

Der BGR-Hubschrauber nördlich von Magdeburg im Einsatz: Mit einer Infrarot-Thermalkamera haben Forscher der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe die Durchweichung der Deiche beim Hochwasser in Ostdeutschland überprüft.

Foto: BGR

VDI nachrichten: Wie funktioniert Ihr Kontrollsystem?

Schwonke: Wir benutzen eine ungekühlte Infrarot-Thermalkamera. Sie misst die Wärmestrahlung an der Erdoberfläche im Wellenlängenbereich zwischen 7 Mikrometer und 14 Mikrometer. Mit ihr spüren wir lokale Temperaturdifferenzen auf. Dort, wo Wasser auf der Luftseite durch den Deich sickert, ist die Temperatur niedriger als an trockenen Stellen. Die Genauigkeit der gewonnenen Ergebnisse ist abhängig von Flughöhe und Kameraobjektiv. Wir sind aktuell in einer Höhe von 300 m geflogen und haben eine Optik benutzt, die uns eine 25 cm Pixelauflösung liefert. Ein Bildpunkt auf dem späteren Bildmaterial entspricht also einem Quadrat von 25 cm Seitenlänge in der Natur.

Bei der Interpretation der Ergebnisse müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden: Bepflanzungen des Deichs machen die Ergebnisse ungenauer. Auch gärende Mähreste haben einen Einfluss auf das Thermalbild. Und natürlich muss die Ausrichtung des Bauwerks beachtet werden – wegen des Sonnenstandes.

Bedeuten lokale Temperaturanomalien zwingend eine Gefahr?

Lege: Nein. Unsere Bilder liefern aber in kurzer Zeit zusätzliche Daten, mit deren Hilfe Deichläufer koordiniert werden können. Pro Stunde fliegen wir eine Strecke von 60 km bis 80 km ab. Anschließend können wir sagen, an welchen Stellen genauer geprüft werden muss. Ob letztlich weitere Maßnahmen nötig sind, obliegt den Experten am Boden. Sie entscheiden auch, ob ggf. Sandsäcke oder Geotextilien eingesetzt werden. Geotextilien sollen verhindern, dass Ton aus dem Deich ausgeschwemmt wird.

Ausschnitt eines Thermalbildmosaik vom Rothenseer Abstiegskanal: Die schwarz gestrichelten Ovale links im Bild markieren Flächen mit einer um 3 bis 5 °C niedrigeren Temperatur. Die gelb gestrichelten Ovale markieren Wasserflächen, die eine relativ niedrige Temperatur aufweisen. Daraus können Forscher auf die Durchweichung und Schwachstellen des Deiches schließen.

Ausschnitt eines Thermalbildmosaik vom Rothenseer Abstiegskanal: Die schwarz gestrichelten Ovale links im Bild markieren Flächen mit einer um 3 bis 5 °C niedrigeren Temperatur. Die gelb gestrichelten Ovale markieren Wasserflächen, die eine relativ niedrige Temperatur aufweisen. Daraus können Forscher auf die Durchweichung und Schwachstellen des Deiches schließen.

Quelle: BGR

Wurde das Verfahren bereits irgendwo eingesetzt?

Lege: Ursprünglich wurde unser System entwickelt, um Thermalfelder zu explorieren. Ziel ist die effektive Gewinnung von geothermischer Energie. In Kenia haben wir entsprechende Flüge unternommen. Außerdem nutzen wir das System, um die Gefahr von Hangrutschungen verorten zu können. Dabei entstand die Idee, es auch bei Deichen und Dämmen einzusetzen. Ursprünglich sollten erste Tests im Herbst stattfinden. Aus gegebenem Anlass haben wir sie nun vorgezogen.

Gibt es alternative Verfahren?

Lege: Üblich sind Kontrollen von Deichläufern. Das ist aber zeit- und personalaufwendig. Außerdem werden neuerdings Glasfasern eingebracht. Sie können unplanmäßige Durchsickerungen des Erdreichs erkennen. Gearbeitet wird auch an Verfahren auf Basis von Radar, Elektromagnetik und Seismik.

Nach dem letzten Jahrhunderthochwasser wurden außerdem die Deiche zunehmend so gebaut, dass Durchsickerungen ihre Standfestigkeit nicht beeinflussen. Dabei kommen interne Drainagesysteme zum Einsatz. Thermalkameras wurden unter anderem bereits bei der Flut 2002 eingesetzt. Sie waren an Bundeswehr-Tornados montiert. Dabei wurde aber eine komplexere Technik genutzt, die wesentlich teurer ist.

Welche Ergebnisse haben Sie am Montag gewonnen?

Schwonke: Wir sind, wie gesagt, noch in der Testphase. Tatsächlich aber haben wir thermische Anomalien entdeckt, die sich als Durchsickerstellen entpuppten. Glücklicherweise nahmen sie nirgends bedrohliche Ausmaße an. Unsere Aufgabe ist es nun, das System zu optimieren. Wichtigster Schritt dabei ist die schnelle Georeferenzierung der gewonnenen Daten – also die automatische Übertragung der Thermalbilder in hoch aufgelöste Landkarten. Nur so können die Deichläufer in Zukunft die Gefahrenstellen zügig erreichen und begutachten.

Außerdem werden wir künftig testen, zu welcher Tages- bzw. Nachtzeit die verlässlichsten Ergebnisse gewonnen werden und wie natürliche Störfaktoren am besten ausgeklammert werden können.

  • Stefan Asche

    Stefan Asche

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: 3-D-Druck/Additive Fertigung, Konstruktion/Engineering, Logistik, Werkzeugmaschinen, Laser

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