Naturgefahren vorhersagen: Pegelmessung im Gletschersee

STS Sensortechnik: Die Gletscher der Alpen sind im ständigen Wandel. Durch Abtauen im Frühjahr und Sommer können Seen entstehen, deren Pegel kontinuierlich überwacht werden müssen, um Hochwasser frühzeitig zu erkennen. Dafür braucht es verlässliche Drucksensoren, Pegelsonden und Datenlogger.

Die international tätige Schweizer Firma Geopraevent entwickelt, installiert und betreibt hochwertige Alarm- und Überwachungsanlagen für verschiedene Naturgefahren, darunter Lawinen, Erdrutsche, und Hochwasser. Je nach Aufgabe und lokalen Verhältnissen werden die Systeme individuell konzipiert und realisiert. Zurzeit sind weltweit mehr als 60 Alarm- und Überwachungssysteme im Einsatz. Wenn es um Naturkatastrophen geht, gibt es angesichts der möglicherweise gravierenden Folgen kein Spielraum für Fehler: Die eingesetzte Technik muss über Jahre hinweg stabil funktionieren. Daher ist auch jedes System mit Geopraevents Servern zur Sicherstellung eines fehlerfreien Betriebes verbunden.

Pegelmessung an den Plaine-Morte-Gletscher-Seen

Dies gilt auch für das 2011 beauftragte System zur Überwachung des Plaine-Morte-Gletschers in den Berner Alpen. Sobald die Temperaturen im Frühjahr steigen, beginnt der Gletscher zu schmelzen (siehe Video). Durch das Schmelzwasser bilden sich jedes Jahr drei Seen (Faverges-See, Vatseret-, und Strubel-See), die über die Sommermonate beständig anschwellen und sich schliesslich wieder entleeren.

Gefahr für die nahe gelegene Gemeinde Lenk, welche das Projekt in Auftrag gab, entsteht hauptsächlich durch den Faverges-See. Wie die anderen beiden Seen existiert er nur in den warmen Jahreszeiten. Nach seiner jährlich wiederkehrenden Entstehung durch Schnee- und Gletscherschmelze erwärmt sich das Wasser in den darauffolgenden Monaten und sucht sich einen Abfluss durch das Eis. Nach und nach wird dieser Abflusskanal immer weiter aufgeschmolzen, womit sich die Ausflussrate stetig erhöht. So bahnten sich beispielsweise im August 2014 20 Kubikmeter Wasser pro Sekunde über den Trüebach in Richtung Lenk. Nach der Entleerung des Gletschersees beginnt der Kreislauf im nächsten Frühjahr mit Einsetzen der Schmelze erneut.

Um einen Gletscherseeausbruch vorherzusagen und entsprechende Schutzmassnahmen einzuleiten, wurde von Geopraevent ein Überwachungssystem installiert, das eine Frühwarnzeit von ein bis zwei Tagen ermöglicht. Bei der Realisierung dieses Projektes wurde dank hervorragender Eigenschaften hinsichtlich Langzeitstabilität unter anderem auch auf Sensortechnik von STS zurückgegriffen.

Gletscherseeausbruch-Alarm per SMS

Um die Gefahr durch die Gletscherseen stets realistisch einschätzen zu können, wurden insgesamt vier Messstationen eingerichtet: Jeweils eine in den drei Seen sowie im Trüebach, über den das Wasser bei einer Gletscherseeentleerung zur Gemeinde Lenk fliesst.

Der Wasserstand der drei Gletscherseen wird mithilfe von Drucksensoren überwacht. Zu diesem Zweck wurden die Messinstrumente mit einem Hubschrauber in die tiefste Stelle des jeweiligen Sees getaucht. Über ein Kabel sind die Pegelsonden ATM/N/T mit auf einer Erhöhung befestigten Datenloggern verbunden. Die eingesetzten Datenlogger sind in diesem Fall solarbetrieben. Die erhobenen Daten werden über Mobilfunk an Geopraevent übertragen. Übermittelt der Datenlogger sinkende Pegelstände, ist dies ein deutliches Zeichen für eine Entleerung des entsprechenden Gletschersees.

Zusätzlich zur Seepegelmessung überwacht ein Pegelradar den Füllstand des Trüebachs. Diese zusätzliche Messstation dient der Verifizierung, dass sich der Gletschersee auch tatsächlich in Richtung der Gemeinde entleert. Da der Trüebach durch eine Schlucht verläuft, wird der Pegelradar an einem über die Schlucht gespannten Stahlseil befestigt. Auch der Pegelradar ist über ein Kabel mit einem Datenlogger verbunden.

Sobald die vorab definierten Grenzwerte in den Seen und dem Trüebach unter- bzw. überschritten werden, werden die Verantwortlichen der Gemeinde Lenk automatisch per SMS informiert und können entsprechende Schritte zum Hochwasserschutz einleiten.