Tsunami-Schutzmauer

15/05/2011 - 00:20 von Ralf . K u s m i e r z | Report spam
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Moin!

Ich lese gerade von dem Schutzwall der japanischen Gemeinde Fukai, der
sich bei dem Tsunami offenbar bewàhrt hat:
<http://maps.google.de/maps?ll@.012572,141.895656&spn=0.001629,0.003433&t=h&z>,
<http://www.spiegel.de/wissenschaft/....html>.

Erste Frage: Wie funktioniert eine Tsunami-Schutzmauer überhaupt?

Bei einem Tsunami hat man zunàchst einmal eine lange, nicht besonders
hohe Tiefwasserwelle, die wegen der großen Wassertiefe relativ schnell
propagiert. Nahe der Küste nimmt die Wassertiefe und damit die
Phasengeschwindigkeit ab, dadurch schiebt sich die Welle zusammen und
steilt sich auf. Diese Erklàrung gilt aber nur bis zu einiger
Entfernung vom Strand - sobald die Welle in die Brandungszone kommt,
bricht sie, und die Wassermasse gewinnt auch eine hohe
Horizontalgeschwindigkeit und überspült dann auch das Gelànde am Ufer,
sogar ziemlich tief ins Land hinein.

Was genau passiert nun eigentlich, wenn sich diese Brandungswelle den
flachen Strand hinaufwàlzt und dann gegen ein vertikales Hindenis
trifft?

Vermuten würde ich, daß die Welle teilweise reflektiert wird: Zunàchst
steigt vor der Mauer der Wasserstand an, wobei die
Phasengeschwindigkeit zunimmt, d. h. der steile Wellenberg wird
langgezogen zu einer Schwerewelle, die dann größtenteils wieder
seewàrts zurücklàuft. Gegenüber der Situation in gleich tiefem Wasser
müßte sich dabei vor der Mauer die Wellenamplitude verdoppeln, aber
was soll man darunter eigentlich verstehen, wenn das gesamte Wasser
vor der Mauer aus der Welle selbst besteht, weil sich dort sonst
normalerweise trockenes Land befindet?

Im Text steht, daß die Tsunamiwelle eigentlich 20 m hoch war, der
Schutzwall nut 16 m, aber das überschwappende Wasser dann nicht viel
Schaden angerichtet hat. Nun kann ich mir unter den 20 m nicht so viel
vorstellen: Das wird wohl die maximale Wasserhöhe des Tsunamis an
anderen Küstenbereichen gewesen sein, die nicht durch entsprechende
Hindernisse geschützt waren. Angesichts der ca. 400 m langen, 150-200
m breiten trichterförmigen Mündungszone vor der Mauer glaube ich
eigentlich nicht, daß da nun eine 20 m hohe Wasserwand auf die Mauer
aufgeprallt und von der die oberen 4 m über die Mauerkrone
hinweggeflogen sind, eher ist wohl das anbrandende Wasser an der Mauer
hochgeschwappt und dann größtenteils wieder in den anschließend
ablaufenden Wasserstrom zurückgefallen - dahinter ist natürlich auch
noch einiges angekommen, aber eben nicht schnell strömend, somit keine
Schàden an Bauwerken.

Wie müßte also eine Schutzmauer gestaltet sein, die Tsunamis möglichst
optimal abweist? Böschung, vertikal, Hohlkehle?

Eine andere Frage wàre, wie man solche Tsunamis grundsàtzlich
vermeiden könnte. Am besten wàre es, wenn man die Welle schon weiter
draußen stören, zerstreuen und durch Interferenz vernichten könnte.

Idee: Es werden größere schwimmende Hohlkörper unter Wasser vor der
Küste verankert. Die geringere Wassertiefe oberhalb der Schwimmkörper
wirkt als Streuzentren, die die anlaufende Welle auflösen und
verteilen. Dadurch kommt sie dann gar nicht mehr als geschlossene
Wellenwand am Strand an.

Gibt es schon solche Ansàtze?

Im Prinzip könnte man damit auch Uferbefestigungen hinsichtlich der
Beanspruchung durch Brandung entlasten. Kaimauern werden inzwischen
hàufig mit wasserseitigen abgedeckten Kammern ausgeführt, deren
eingeschlossene Luft von anbrandenden Wellen komprimiert wird und
damit den Wasserschlag von dem Baumaterial abhàlt, aber das beeinflußt
die Wellenhöhe selbst natürlich nur wenig.


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
 

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#1 gUnther nanonüm
15/05/2011 - 01:59 | Warnen spam
"Ralf . K u s m i e r z" schrieb im Newsbeitrag
news:

Erste Frage: Wie funktioniert eine Tsunami-Schutzmauer überhaupt?



Hi,
Gegenfrage: Weißt Du als Beutebremer von Deichen?


Bei einem Tsunami hat man zunàchst einmal eine lange, nicht besonders
hohe Tiefwasserwelle, die wegen der großen Wassertiefe relativ schnell
propagiert. Nahe der Küste nimmt die Wassertiefe und damit die
Phasengeschwindigkeit ab, dadurch schiebt sich die Welle zusammen und
steilt sich auf. Diese Erklàrung gilt aber nur bis zu einiger
Entfernung vom Strand - sobald die Welle in die Brandungszone kommt,
bricht sie, und die Wassermasse gewinnt auch eine hohe
Horizontalgeschwindigkeit und überspült dann auch das Gelànde am Ufer,
sogar ziemlich tief ins Land hinein.



Oder anders ausgedrückt, im Gegensatz zu einer simplen Welle ist ein Tsunami
eine erhebliche Wassermenge, die sich da gegen das Land wirft. Oftmals, wie
hier, "überlagert" von einer Absenkung der Landmasse selbst. Japan ist
zeitgleich um einen Meter "untergegangen".



Was genau passiert nun eigentlich, wenn sich diese Brandungswelle den
flachen Strand hinaufwàlzt und dann gegen ein vertikales Hindenis
trifft?



Tja, je nach Geometrie und Bodenart halt. Pauschal ist das kaum
vorbestimmbar, kann man nur schàtzen. Etwa ist in Flußtàlern ja auch die
Bodenverflüssigung zu bedenken, oder Erdrutsche.


Vermuten würde ich, daß die Welle teilweise reflektiert wird: Zunàchst
steigt vor der Mauer der Wasserstand an, wobei die
Phasengeschwindigkeit zunimmt, d. h. der steile Wellenberg wird
langgezogen zu einer Schwerewelle, die dann größtenteils wieder
seewàrts zurücklàuft. Gegenüber der Situation in gleich tiefem Wasser
müßte sich dabei vor der Mauer die Wellenamplitude verdoppeln, aber
was soll man darunter eigentlich verstehen, wenn das gesamte Wasser
vor der Mauer aus der Welle selbst besteht, weil sich dort sonst
normalerweise trockenes Land befindet?



Ist das nicht wurscht? Welleneffekte sind bei einem Tsunami gering, die
reine Masse staut sich, und ist "intern bedàmpft" durch die Trümmerstücke,
Boote und Küstenschlamm. Die Dichte ist deutlich geringer als die von
Wasser. Ist eher Treibsand.


Im Text steht, daß die Tsunamiwelle eigentlich 20 m hoch war, der
Schutzwall nut 16 m, aber das überschwappende Wasser dann nicht viel
Schaden angerichtet hat. Nun kann ich mir unter den 20 m nicht so viel
vorstellen: Das wird wohl die maximale Wasserhöhe des Tsunamis an
anderen Küstenbereichen gewesen sein, die nicht durch entsprechende
Hindernisse geschützt waren. Angesichts der ca. 400 m langen, 150-200
m breiten trichterförmigen Mündungszone vor der Mauer glaube ich
eigentlich nicht, daß da nun eine 20 m hohe Wasserwand auf die Mauer
aufgeprallt und von der die oberen 4 m über die Mauerkrone
hinweggeflogen sind, eher ist wohl das anbrandende Wasser an der Mauer
hochgeschwappt und dann größtenteils wieder in den anschließend
ablaufenden Wasserstrom zurückgefallen - dahinter ist natürlich auch
noch einiges angekommen, aber eben nicht schnell strömend, somit keine
Schàden an Bauwerken.



Die Wand ist doch genug dokumentiert, die ist nicht völlig dicht. Das
Wassertor etwa hatte "Lücken", ist ja nur als Tsunamitor gedacht, keine
Sturmflutmauer ansich wie in Holland.


Wie müßte also eine Schutzmauer gestaltet sein, die Tsunamis möglichst
optimal abweist? Böschung, vertikal, Hohlkehle?



Kommt auf die Belastung an, und den Platz, den man da verschwenden will.
Norddeutschland hat Platz genug und viele Kilometer Küste, da "lohnen" sich
Deiche. Für enge Tàler dagegen sind Deiche und Dàmme eine
Platzverschwendung, zumal man damit ja auch viel Material bewegen muß. Da
haben die Japaner lieber ne Mauer betoniert. Teurer, aber sparsam in
Material und Platz.


Eine andere Frage wàre, wie man solche Tsunamis grundsàtzlich
vermeiden könnte. Am besten wàre es, wenn man die Welle schon weiter
draußen stören, zerstreuen und durch Interferenz vernichten könnte.



Das kannst Du vergessen. Oder kannst Du einen Kontinent daran hindern, sich
zu senken? Vielleicht, indem Du Ballons an die Berggipfel bindest?


Idee: Es werden größere schwimmende Hohlkörper unter Wasser vor der
Küste verankert. Die geringere Wassertiefe oberhalb der Schwimmkörper
wirkt als Streuzentren, die die anlaufende Welle auflösen und
verteilen. Dadurch kommt sie dann gar nicht mehr als geschlossene
Wellenwand am Strand an.



Diese Körper werden wegen ihrer Massentràgheit bei genügend starkem Seebeben
einfach losgerissen und "helfen" dank ihrer Größe dann beim Anrichten
größerer Küstenschàden mit.


Gibt es schon solche Ansàtze?



Klar. Wellenbrecher hat fast jeder japanische Hafen.


Im Prinzip könnte man damit auch Uferbefestigungen hinsichtlich der
Beanspruchung durch Brandung entlasten. Kaimauern werden inzwischen
hàufig mit wasserseitigen abgedeckten Kammern ausgeführt, deren
eingeschlossene Luft von anbrandenden Wellen komprimiert wird und
damit den Wasserschlag von dem Baumaterial abhàlt, aber das beeinflußt
die Wellenhöhe selbst natürlich nur wenig.



Tsunamis sind eine Folge von Seebeben. Und damit mittels menschlichen Taten
nicht zu beheben.
Man könnte aber mittels einer Reihe unterseeisch gezündeter
Wasserstoffbomben einen Dampfgraben erzeugen, der genug Wasser vor dem
Tsunami "wegverdampft", damit die Welle sich im Loch totlàuft. Klar, die
Strahlung und die Kostenbloß geht das nur, wenn der Tsunami weit genug
weg vom Land losgeht. Was in Fuckupshima etwas knapp war.

mfg,
gUnther

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