Figur 5
5 LF , · ZN0.q-1qs2
Sprengpunkt für ' ~kleinere schwac /1' verfestigte Wäc
Grabensprengungen: totale Bruchzone und Schneemächtigkeit; Möglichkeiten von
Wächten-sprengungen.
GLASBRUCH
S L F • ZNo.4-1464
)00
1---~,~----' ' ' " "
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100 L ' ' ' ' L . . . 1 . ' ... _ . _ ~ ~ ; ~ ~
-1 10 35
s [m]
100Figur 6 N-Wellenamplitude über Schnee als Funktion des Abstandes s von der Sprengstelle für Ueberschneesprengungen mit brisanten 1.!s_g-Ladungen
Nicht zu stark verfestigte Wächten (Hochwinter) können oft mi1 tem Erfolg abgelöst werden, indem Ladungen ilber die Wächte gel werden (vgl. Fig. 5)
Zur Verhinderung von Sprengschäden bei Sprengungen in der Nähe Gebäuden ist in Figur 6 die Abhängigkeit der N-Wellenamplitude der Distanz zur Sprengstelle gegeben.
7 RegeZn zur künstlichen AusZ8sung von Lawinen durch Sprengung Wahl des Zeitpunktes für einen AusZ8sungsversuch
- Aktionen während oder kurz nach einem gr8sseren SchneefaZZ o nach Windverfrachtungen haben die gr8ssten Erfolgsaussichten die Stabilität zu diesem Zeitpunkt noch nicht stark angewach ist.
- Immer besteht die Gefahr, zwei FehZer zu machen:
Sprengt man zu früh, kommt nichts; sprengt man zu spät, komm zu vieZ.
- Je flacher ein Anrissgebiet, desto später im Verlaufe eines schneefaZZes wird dieses "reif" für die künstliche Ausl8sung_
um so grOsser muss ein Neuschneezuwachs sein, um die Stabili·
genügend zu verringern.
- Zuerst Hänge mit starker Einstrahlung sichern, erst danach d1 Schattenhänge (beschleunigte Stabilitätszunahme an Sonnenhänf bei trockener Schneedecke).
Wahl des Sprengsatzes
- Für Sprengungen über der Schneedecke verwende man Sprengstofj mit hoher und für solche auf oder in der Schneedecke Sprengst mit mittlerer Detonationsgeschwindigkeit.
- Bei grossflächigen Anrissgebieten sind verteilte Ladungen (ev durch Sprengschnüre verbunden) wirkungsvoller als grosse Einz ladungen.
,schosse mit hohen ZünderempfindZichkeiten ergeben günstige Spreng-inkte nahe der Schneeoberfläche.
:e HPz 59 (Raketenrohr) sowie die Rak.Rohr Lawinenabschussladung iben wesentlich höhere ZünderempfindZichkeiten als die WG66, WM 1.1 cm Minenwerfer) und die WG68 (12 cm Minenwerfer). Die Spreng-:rkung der Rak.Rohr Lawinenabschussladung (1983/84 in FeZderpro-tng) ist gegenüber der HPz 59 wesentlich verbessert worden.
ii Verwendung des 8.1 cm Minenwerfers auf harte Ziele (Fels,etc.) ich Möglichkeit WM verwenden (4-fache Ladung verglichen mit WG68 Jer kleinere Auftreffgeschwindigkeit).
~r 12 cm Minenwerfer hat neben grösserer Reichweite auch grössere irkungszonen als der 8.1 cm Minenwerfer.
?i den Minenwerfergeschossen steigt die Ansprechempfindlichkeit
?r Zünder mit der Auftreffgeschwindigkeit auf den Schnee, weil zdurch ein um so "härterer" und weniger verzögerter Schlag auf an Zünder verursacht wird. Wählt man deshalb möglichst grosse reibZadungen, vergrössert sich die Fallhöhe des Geschosses- die öhendifferenz zwischen der ScheiteZhöhe der Flugbahn und der ZieZ-öhe - und es wird damit die Auftreffgeschwindigkeit um so günsti-er. Allerdings verringert sich bei grossen Fallhöhen resp. Zangen Zugzeiten die Treffsicherheit, vor allem bei starken Winden.
ür Handsprengungen minimal ]-kg-Ladungen verwenden.
ei der Verwendung mechanischer Hilfsmitte?, wie z.B. Sprengbahnen, ind möglichst grosse Wirkungszonen anzustreben, weil die Ladungs-ositionen nicht immer ideal wählbar sind. Dies kann durch die Ver-endung möglichst grosser Ladungen von etwa 1 bis 20 kg erreicht erden.
eim Abwurf aus einem Helikopter sind minimal 5-kg-Ladungen mit 'oppeZzünder zu verwenden (Verhinderung von Blindgängern).
23
-Regeln zur Wahl der Ziele und der Sprengpunkte:
- Ideale Ziele sind Stellen mit kleinster Stabilität, d.h. mögl Anfangspunkte des primären Risses. Da die Lage soZaher Stelle meist unbekannt ist, muss das gesamte potentielle Anrissgebie mit den Wirkungszonen vollständig Uberdeakt werden. Um dies c nomisah durahzufUhren, d.h. mit einem Minimum an Sprengungen, immer möglichst grosse Wirkungszonen anzustreben.
- Grösste Wirkungszonen ergeben siah bei Sprengpunkten~ oder der Schneedecke, während solche innerhalb der Schneedecke die drastisch reduzieren.
- Besteht die Gefahr eines Eindringens der Ladungen in die Sahn deake (insbesondere beim Minenwerfer), so kann dies durah die Wahl von gUnstigen Zielen, wie Stellen mit möglichst kleiner schneehöhe, Felsköpfe nahe der SahneeoberfZäahe oder Stellen windgepresstem Schnee, weitgehend vermieden werden. In gewiss Fällen ist es bei Handsprengungen mögZiah, diese naah dem Wur mittels einer an der Ladung befestigten Sahnur,an die OberfZä
zurUckzuziehen.
Aahtung: Bei sehr harter Oberfläche können die Ladungen abrut und ausserhaZb des vorgesehenen Bereichs detonieren. (Die Lad ist deshalb mit einer Schnur zu siahern).
- Bei sehr stark verfestigter Sahneedeake werden die notwendige Zusatzspannungen nur noch im unmittelbaren Kraterbereiah err Sprengpunktlagen im Sahnee werden damit mindestens ebenso wir wie diejenigen auf oder Uber dem Sahnee.
- Die Geländeform kann die Grösse der Wirkungszonen ebenfalls b fZussen. Die oben angegebenen Radien gelten fUr ebene Hänge.
departien hinter ausgeprägten Rippen Ziegen im Druaksahatten , LuftdruakweZZe und daher ausserhalb der Wirkungszone. Eine W kung besteht also nur fUr Zonen, weZahe von der Detonationsst, aus direkt eingesehen werden können.
(lJ
Die Wirkungszone soll moglichst gross sein
GROSSE WIRKUNGSZONE (GÜNSTIG)
~I~ -•
- 25
-- Bei Nasssahnee sind die Wirkungszonen sehr klein, sie besahrc siah praktisah auf die Kraterzone.
- Alle bisher bekannten Methoden der künstliahen Lawinenauslösi sind praktisah wirkungslos für gleitende Sahneemassen, die z~
Bodenlawinen führen können. Für solahe Fälle ist noah keine~
same Methode bekannt!
Beurteilung der Wirksamkeit einer Sprengung
Je heller der hörbare Knall, umso grösser und je dumpfer der Knall, umso kleiner ist die Wirkungszone.
- Ein flaaher, oberfläahliaher K1•ater deutet auf eine qrosse Wi kungszone.
- Grosse Sahneefontänen deuten auf tiefliegende Krater und klei Wirkungszonen.
- Falls eine Auslösung gelingt, kann das betreffende Anrissgebi, als siaher betraahtet werden!
- Falls keine Auslösung gelingt, ist die Beurteilung etwas sahw·
ger. Bei faahgereahtem Einsatz der Sprengmittel kann jedoah ei falls auf hohe Siaherheit im Sinne eines stark verkleinerten riöikos gesahlossen werden (vergleiahe Kapitel 8 und 9).
Sicherheit
- Ist mein Standort siaher in bezug auf die auszulösende, wie auch in bezug auf allfällige Sekundär- und fernaus-gelöste Lawinen?
Aahtung: Die Länge des Ablagerungsgebietes in Bewegungs-riahtung ist oft sehr sahwer abzusahätzen!
- Ist die Gefahrenzone gesperrt und evakuiert?
Praktische Erfahrungen, Beurteilung von Sicherungsaktionen fini tionen:
sitive und negative Sprengung
ne Sprengung in einem Anrissgebiet wird aZs positiv bezeichnet, nn sie eine Lawine ausgelöst hat, die einer wesentlichen Entladung s Anrissgebietes entspricht. Der Versuchsausgang wird als negativ zeichnet, wenn keine Lawine oder beispielsweise nur ein kleiner erflächenrutsch ausgelöst wurde.
:f'olgreiche und erfo1,glose Sicherungsaktion
fol,glose Sicherungsaktion bedeutet: Eine Sicherung wurde durch-führt und der zu sichernde Geländeabschnitt als gesichert frei-geben. Trotzdem erreicht eine Lawine aus dem getesteten Anriss-biet den als gesichert geltenden Geländeabschnitt, wobei es un-sentlich ist, ob dabei jemand erfasst wurde oder Schaden entstand.
le übrigen Sicherungsaktionen sind erfolgreich .
. r Beurteilung eines Sicherungskonzepts ist es unerlässlich über
·de Sicherungsaktion genau Protokoll zu führen. Das Protokoll soll 1skunft über Zeit, Ort, Wetter, Schneeverhältnisse im Anrissgebiet, .cherungsmassnahmen, Sprengmethode, Ladungsgrösse, Sprengstoffart, irengstelle, Sprengpunkt, Resultat, Art und Grösse der ausgelösten twine sowie den Erfolg der Aktion geben. Diese Protokolle erlauben Lne alljährliche zusammenfassende Auswertung der Sicherungsaktionen 1d bilden die Grundlage für die Erkennung von Schwachstellen im Lcherungskonzept und deren Elimination.
JS den Statistiken des Parsenndienstes Davos der Jahre 1977-1983
~geben sich zusammenfassend die in Tabelle 5 eingetragenen Werte.
Handsprengungen
Sprengpunkt im Schnee Oberfläche ilber OberfUlche
total 2602
% pos.
29
±7
!ifL.22
total % pos.
894 47 :12
Tabelle 5
total 256
% pos.
41 :6
total 928
% pos.
56 :10
8.1 cm MW
(WG+MW) 12 cm MW
total % pos.
334 18
:10
total 46
zusammenfassende Statistik des Parsenndienstes/Davos filr die Jahre 1977 - 1983
% pos.
42 ±12
1\
us Tabelle 5 ist die erhöhte Wirksamkeit von Sprengungen mit prengpunkt auf oder über der Schneedecke sowie die wesentlich essere Wirkung der HPz 59 gegenüber dem 8.3 cm MW deutlich zu er-ennen. Figur 8 gibt einen Eindruck über die Verteilung der pro-entualen Anteile positiver Auslöseversuche für Handsprengungen, ie während eines Jahres von verschiedenen schweizerischen Siche-ungsdiensten ausgeführt wurden. Die Erfahrungen des Parsenndienstes tehen in guter Uebereinstimmung mit den Erkenntnissen anderer in-nd ausläin-ndischer Lawinein-ndienste.
ie Frage nach der Anzahl erfolgloser Aktionen wird leider von vie-en Sicherungsdivie-enstvie-en nur ungern oder nicht beantwortet, obwohl rfolglose Aktionen, oft ohne Unfallfolgen, auch bei sehr gewissen-after Durchführung der künstlichen Lawinenauslösung mit Spreng-itteln nicht vollständig verhindert werden können (Restrisiko).
ie genaue Untersuchung jeder erfolglosen Aktion,mit oder ohne Un-'allfolgen,sollte für die weitere Verfeinerung der Methoden der .ünstlichen Lawinenauslösung zur Verfügung stehen. Gemäss der in :apitel 9 gegebenen Schätzformel ist für den Sicherungsbereich des 'arsenndienstes Davos zu erwarten, dass 0.3-0.8% der Sicherungs-Lktionen erfolglos sind. Dies würde etwa 1-3 unerwarteten Lawinennie·
lergängen pro Jahr aus gesicherten Anrissgebieten in als gesi-:hert geltende Zonen entsprechen. Die Anzahl der tatsächlich
re-;istrierten Vorfälle liegt aufgrund der sehr sorgfältigen Sicherung
;nd der Anwendung der bestmöglichen Methoden, an der unteren Grenze ,biger Schätzwerte. In den meisten Fällen werden unerwartete Lawi-1en durch schwere Pistenmaschinen oder durch Variantenfahrer
aus-~elöst, in nur sehr wenigen Fällen sind unerwartete spontane Lawi-1enabgänge aus gesicherten Zonen beobachtet worden.
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I
4334
SLF , ..
ZNo 4 -1463
20 3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
% POSITIV
Figur 8 Häufigkeitsverteilung der positiven Auslöseversuche f'ilr
~ Abschätzung der Risikoverminderung
~ine Frage, die jeden Sicherungschef beschäftigt, heisst: vie stark senke iah das Risiko eines möglichen Lawinenunfalles iurah die Anwendung einer bestimmten Siaherungsmethode?
Jeder Lawinenzug besitzt für jeden Punkt seiner Sturzbahn und sei-1er Auslaufstrecke eine bestimmte mittlere natürliche Wiederkehr-iauer. Die natürliche Wiederkehrdauer gibt an, in welchen
mittle-~en Zeitabständen eine bestimmte Lawine ohne künstliche Eingriffe
~inen vorgegebenen Punkt erreicht. Erreicht eine Lawine eine nicht sesperrte oder evakuierte Zone, so gfil! sie einen Unfall
verursa-~hen (potentieller Unfall). Ein effektiver Unfall tritt nur ein,
~enn sich zufälligerweise jemand im Bereich der Lawine befunden 1at. Umfasst die Sicherungszone auch den Lawinenanrissbereich, so ,ind auch Lawinenauslösungen durch Skifahrer mitzuberücksichtigen.
)urch künstliche Eingriffe wird die mittlere Wiederkehrdauer eines potentiellen Unfalls vergrössert. Die einfachste Methode besteht in jer Sperrung und Evakuation (Bauverbot im Falle von Siedlungen) des gefährdeten Gebiets. Damit sind Unfälle auch bei einem Lawinennie-jergang während der Sperrzeit ausgeschlossen. Eine andere Möglich-keit besteht in der bestmöglichen Verhinderung des Auftretens von Lawinen in der zu sichernden Zone durch Lawinenverbauungen.
Durah die Anwendung der Methode der künstlichen Auslösung kann einer seits die notwendige Sperrzeit verkürzt, anderseits die mittlere Wiederkehrdauer eines potentiellen Unfalls verlängert werden.
Dabei ist es beispielsweise bei der Pistensicherung gleichgültig, ob die künstlich ausgelösten Lawinen das gesperrte Pistengebiet errei-chen oder nicht. Sollen Objekte geschützt werden, so wird man zu-sätzlich versuchen, kleinere Lawinen auszulösen, die den Objekt-standort nicht erreichen.
In gewissen Fällen kann dieses Ziel durch zeitlich gestaffelte künstliche Entladungen der betreffenden Anrissgebiete erreicht werden.
Achtung: vgl. Abschnitt 7 "Wahl des Zeitpunktes für einen Ausli sungsversuch"
Im folgenden soll die Risikoverminderung durch Anwendung der M, thoden der künstlichen Auslösung von Lawinen aus dem vorhanden, statistischen Material näherungsweise abgeschätzt werden.
Der Risikoverminderungsfaktor R sei folgendermassen definiert:
T n mittlere Wiederkehrdauer eines po-tentiellen Unfalls ohne Massnahmen mittlere Wiederkehrdauer eines po-tentiellen Unfalls mit Sicherungs-massnahmen
q Verhältnis positiver Sicherungsak-tionen (mit Lawinenauslösung) zum Total der Sicherungsaktionen
R =
q R •
(1 + ~(i -
1))mit p
Anzahl positiver Sprengungen Totalzahl Sprengungen
V mittlere Anzahl Sprengungen pro Sicherungsaktion mit negativem Ausgang
R,q
sich aus der Praxis ergebende Mitte:werte der entsprechenden Grössen unter Einbezug aller Sprengmethoden
Die mittlere Wiederkehrdauer für einen potentieZZen Lawinenunf, bei einer vorgegebenen Siaherungsmethode ergibt siah, indem ma1 natürZiahe Wiederkehrdauer der entspreahenden UnfaZZawine (ohn, Massnahmen) durah den der gewahZten Methode entsprechenden Ris·
verminderungsfaktor teiZt.
5,0
r -R/R
4,0 1---+--~
3,0 1---- - . . . . L - J
2,0
---+---+---~
110 1 '" .~,I ,...__...,c.:;;;.;:: 1 ...,oe:...::::: 1 1
0 0
Figur 9
0,2 0,4 0,6 p 0,8
Abschätzung des Risikoverminderungsfaktors Die Parameter sind auf Seite 31 definiert.
R = 0.005 - 0.015
SLF ,J,,
ZNo.4-1466
1,0
Fig. 9 zeigt, dass für V= konstant (gleiche Anzahl Testschüs:
bei negativem Resultat unabhängig von der Methode) die Risiko·
verminderung vor allem für kleine V stark von P und damit ber1 in dieser ersten Näherung stark von der Methode abhängt. In d1 Praxis wird leider aus verschiedenen Gründen (hohe Kosten pro Geschoss, schlechte Zugänglichkeit, Zeitdruck) die Anzahl Spr1 versuche pro Sicherungsaktion oft nicht der Methode angepasst.
haben bereits früher gesehen (Abschnitt 3), dass für einen gu1 Stabilitätstest die Wirkungszonen der einzelnen Ladungen insg1 das ganze potentielle Anrissgebiet abdecken müssen. Das gleicl Resultat ergibt sich auch aufgrund dieser statistisch/wahrsche lichkeitstheoretischen Ueberlegungen. Für V~ 3 können wir näl rungsweise schreiben:
R =
q
R (1 +,L
VP
Sofern für genügend grosse V nur das Produkt P·V konstant gehe wird, erhalten wir theoretisch für alle Methoden vergleichbarE sikoverminderungen.
Im praktischen Einsatz kann das Resultat aber wesentlich ungür ger aussehen, da zum Beispiel Schüsse, die tief in der Schneec detonieren (Geschosse), so kleine Wirkungsradien haben, dass E nicht gezählt werden dürften. Ist nun witterungbedingt eine Be urteilung der Wirkungszone (Abschnitt 7) nicht möglich, ergibt eine wesentliche Unsicherheit bezüglich der effektiven Risiko, minderung.
Der mittlere Risikoverminderungsfaktor R liegt für schweizeris Verhältnisse aufgrund der Angaben einiger Sicherungsdienste et zwischen 0,005-0,015, d.h. ungefähr jede 100-200ste Sicherungs ist erfolglos und hat somit einen potentiellen Unfall zur Folg Das entsprechende
q
beträgt 0,5. Die effektiven Unfälle haben aus verschiedenen Gründen trotzdem in den meisten Fällen eine nügend hohe Wiederkehrdauer.ie Begründung ist einfach: Für die zu sichernden Grosslawinen der Katastrophenlawinen beträgt die natürliche Wiederkehrdauer n der Regel über 10 Jahre. Damit erhält man bereits mit einer ässig guten Methode (R = 0,015) eine mittlere Unfallwiederkehr-auer von mindestens 600 Jahren, dies obwohl gerade beim Schutz on Objekten, Siedlungen jeder Misserfolg auch zumindest Schäden ur Folge hat. Im touristischen Sektor (Schutz von Abfahrtspisten, tc.) liegen die natürlichen Wiederkehrdauern im Bereich (0,3-1) ahr. Die Wiederkehrdauer für einen Misserfolg in einem bestimm-en Lawinbestimm-enzug und eine gute Methode (R = 0,006) beträgt nur noch 0-150 Jahre. Für ein grösseres Sicherungsgebiet mit mehreren Dut-end regelmässig zu sichernden Einzugsgebieten können deshalb Miss-rfolge nicht ausgeschlossen werden.
n Figur 10 sind die Risikoverminderungsfaktoren wie sie sich auf-rund der Statistik des Parsenndienstes für die Grösse P (Verhält-is der pos. Sprengungen zur Gesamtzahl der Sprengungen) für R= 1%
= 0,5, V= 3 ergeben, dargestellt. Man beachte die wesentlichen erbesserungen,die sich für Oberflächen- und Ueberschneesprengungen owie für die HPz 59 gegenüber dem 8,1 cm MW sowie gewöhnlicher .andsprengungen ergeben.
lücklicherweise ist die Wahrscheinlichkeit eines effektiven Un-'alls trotzdem klein, da das seltene Ereignis eines Misserfolges
;leichzeitig mit dem zufälligen Aufenthalt eines Skifahrers im ge-'ährdeten Gebiet eintreffen muss (wichtige Ausnahme: Gefährdung lurch Selbstauslösung in der Sicherungszone). Zudem treten Miss-irfolge oft bei schlechtem Wetter und daher kleinen Skifahrerfre-[Uenzen auf. Diese Ueberlegungen zeigen aber auch, dass für Orte 1it andauernden Menschenansammiungen (Stationen,etc.) nur ein opti-1aies Sicherungskonzept genügen kann.
3
2
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0 .-1 N (1) '<!'
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0 0 0 0 0
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l
Restrisiko R in% des Risikos eines möglichen Unfalls ohne Si cherungsmassnahmen filr verschie dene Methoden zur künstlichen Aus-lösung von Lawinen.
R = 1%,
q
= 0,5 , V= 3P: Verhältnis der pos.Sprengungen zur Gesamtzahl der Sprengungen für die verschiedenen Methoden.
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0 Schlussbemerkungen
it diesem zusammenfassenden Bericht werden die Untersuchungen es Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung zum Thema künstliche Auslösung von Lawinen durch Sprengungen" abgeschlos-en.
'en ständigen Mitarbeitern G.Klausegger und U.Suter sei nochmals
·ur ihre Mithilfe bei den Experimenten, Fräulein E.Fopp für die orgfältige Reinschrift der Manuskripte sowie Dr.B.Salm und Prof.
1. de Quervain und Herrn M.Schild für wertvolle Anregungen und .hre Unterstützung der Untersuchungen gedankt.
Literaturhinweise
H. Gubler
H. Gubler
H. Gubler
H. Gubler
B. Salm
H. Gubler
H. Gubler
Künstliche Auslösung von Lawinen durch Sprengunger Mitteilung des Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung Nr.32, 1976
Künstliche Auslösung von Lawinen durch Sprengunger Mitteilung des Eidg. Institutes für Schnee- und Lawinenforschung Nr.35, 1977
Wirkung verschiedener Sprengmittel und Ladungsanor nungen zur künstlichen Auslösung von Lawinen, Besc derer Beitrag, Winterbericht 1975/76 des Eidg. InE tutes für Schnee- und Lawinenforschung, 1977 Messung der Ansprechempfindlichkeit in Schnee der verschiedenen in der Schweiz üblicherweise zur kür liehen Lawinenauslösung verwendeten Geschosszünder Interner Bericht Nr.557, Eidg. Institut für Schnee und Lawinenforschung, 1978
Lawinenkunde für den Praktiker, 1982, Verlag Schwe zerischer Alpen Club ( SAC)
Artificial Release of Avalanches by Explosives, Journal of Glaciology, Vol.19, No 81, 1977
Messung der relativen Wirkungsradien verschiedener Sprengstoffe
Interner Bericht Nr. 610, EISLF, 1983
Gichwortverzeichnis
Raketenrohr