Das neue Starkbebennetzwerk der Schweiz
Aufgeteilt in zwei Phasen erneuert und erweitert
die Schweiz derzeit ihr Starkbebennetz. Bis zum Projektende 2017 kommen 100
moderne Stationen hinzu, welche dazu beitragen, die Erdbebenvorsorge in der
Schweiz weiter zu verbessern.
Weltweit bilden Starkbebenaufzeichnungen eine notwendige Grundlage zur Verbesserung der Erdbebenvorsorge. Länder, in denen ein Potential für Schadensbeben besteht, haben ihr Messnetz in den letzten Jahrzehnten ständig ausgebaut und verbessert. Die Schweiz erneuert zurzeit das gesamte nationale Starkbebennetz (SSMNet). In einer ersten Phase (2009 – 2012) werden an 30 Standorten moderne Stationen installiert und in Betrieb genommen, in einer zweiten Phase (2013 – 2017) folgen weitere 70 Stationen. Die geplanten Neuinvestitionen betragen ca. 6.3 Millionen Schweizer Franken.
Der Betrieb des SSMNet und die Interpretation der Daten gehört zu den Kernaufgaben des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) an der ETH Zürich. Zur Überwachung der Erdbebenaktivität in der Schweiz betreibt der SED neben dem SSMNet ein hochempfindliches Messnetz (SDSNet), dessen Breitband-Seismometer an abgelegenen Orten auf festem Fels angebracht sind. Die Stationen des SSMNet werden demgegenüber eher in Siedlungsgebieten installiert. Sie eignen sich, um starke Beben in der Schweiz (ab einer Magnitude von 2.5) aufzuzeichnen. Da seismische Wellen auf weichem Untergrund (z. B. Talfüllungen und See-Ablagerungen) eine bis zu 10-fache Verstärkung erfahren, gelten derartige Regionen als besonders gefährdet sowie risikorelevant und sind daher von besonderem Interesse für die Installation von Starkbebenstationen.
Geschichte des Starkbebennetzes in der Schweiz
Anfang der Achtzigerjahre begann der Schweizerische Erdbebendienst in Zusammenarbeit mit dem damaligen Bundesamt für Wasserwirtschaft und der Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK), heute Eidgenössisches Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI), ein seismisches Starkbebennetz zu planen. Der Hauptfokus lag auf der Schaffung von besseren Gefahrengrundlagen, um die Sicherheit von Staudämmen und Kernkraftwerken zu beurteilen. Die Installation des nationalen Starkbebennetzes wurde mit dem Bundesratsbeschluss vom August 1990 festgelegt und zwischen 1991 und 1995 realisiert. Es bestand aus einem Freifeld-Netz (Stationen an der Erdoberfläche) und der Instrumentierung der fünf grössten Talsperren in der Schweiz. In den darauf folgenden Jahren wurde das Messnetz kontinuierlich erweitert, so dass es im Jahr 2009 65 Freifeld-Stationen und 32 Stationen in Talsperren umfasste.
Nach 15 – 20 Jahren Betriebszeit zeichnete sich die Notwendigkeit ab, die Freifeld-Stationen des SSMNet zu erneuern und das Netzwerk weiter auszubauen, um die heutigen Leistungserwartungen an das Messnetz landesweit in angemessener Qualität zu erfüllen. 2006 wurde eine Expertengruppe mit dem Ziel einberufen, die Anforderungen und Bedürfnisse für das zukünftige Starkbebennetz zu definieren.
Beim Erneuerungsprojekt steht der Nutzen des SSMNet für die Aktualisierung der nationalen Erdbebengefährdungskarte sowie der Erdbebengefährdungsdaten im Vordergrund. Diese Daten dienen als Grundlage für präventive Massnahmen bei Gebäuden, Bauwerken und Infrastruktursystemen. Das Projekt „Erneuerung des Nationalen Starkbebennetzes“ wurde am 18. Februar 2009 vom Bundesrat verabschiedet. Eine Steuerungsgruppe unter Leitung des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) begleitet die Umsetzung.
Ziele des Starkbebennetzes
Instrumentelle Aufzeichnungen von Erdbeben bilden die einzige Möglichkeit, Gefährdungsmodelle für die Schweiz zu verbessern und zu überprüfen. Dies geschieht fortlaufend durch die Auswertung von Registrierungen kleiner Erdbeben sowie den seltenen grossen Ereignissen. Dabei stehen regionale Gefährdungsmodelle und lokale Studien (sogenannte Mikrozonierungen) im Vordergrund, die den Einfluss des lokalen geologischen Untergrundes berücksichtigen. Seismische Registrierungen mit modernen Geräten werden auch benötigt, um die Baunorm SIA 261 weiterzuentwickeln und zu optimieren.
Bei grossen Erdbeben können Echtzeit-Erdbebenaufzeichnungen die Grundlagen für eine rasche Abschätzung der Wirkungen auf Gebäude und Infrastruktur bilden. Dies wird üblicherweise in Form von Bodenerschütterungskarten realisiert, welche innerhalb weniger Minuten nach einem Erdbeben auf der Webseite des SED zur Verfügung stehen.
Die SSMNet Daten dienen bei Erdbeben ab einer Magnitude von ca. 2,5 zur Aktualisierung der Gefahrengrundlagen.
Die SSMNet Daten dienen bei Schadensbeben (ab einer Magnitude von ca. 4.8)
- zur raschen Abschätzung der Ausdehnung des Schadensgebietes.
- zur Bestimmung von Schwellenwerten für den Schweizerischen Pool für Erdbebendeckung.
- zur Korrelation von Schäden mit dem Niveau der Erdbebeneinwirkungen.
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| Echtzeit-Erschütterungskarte am Beispiel eines Szenarios für die Katastrophenübung Rheintal06. Ein Erdbeben der Magnitude 6 diente als Vorlage, um das Zusammenspiel verschiedener Organisationen grenzübergreifend zu üben (SED). |
Aufbau einer modernen Starkbebenstation
Eine moderne SSMNet Station ist modular aufgebaut. Die Installation kann an die Platzverhältnisse sowie an weitere Gegebenheiten des Standorts angepasst werden. Die Installation ist sehr kompakt und leicht zugänglich. Die Fundamentplatte wird mit Armierungseisen im Boden verankert. Der Sensor wird direkt auf das Fundament geschraubt und thermisch isoliert. Der unten offene Schacht wird mit Ankerschrauben auf dem Fundament befestigt. Der grosse Schacht, in dem die gesamte Messstation Platz findet, wiegt ca. 300 kg. Eine kleinere Version, die lediglich den isolierten Sensor enthält, bringt ungefähr 70 kg auf die Waage. Die Verbindungen zu Strom, Kommunikation und GPS Signal erfolgen über ein unterirdisches Rohr.
