A7 Oberflächensenkung

Thema

Senkung bezeichnet das Absenken der Erdoberfläche. Dieses Phänomen kann durch verschiedene physikalische Prozesse hervorgerufen werden, die sich jedoch alle letztendlich auf dieselbe Weise sichtbar äußern: Der Boden, der sich zuvor auf einer bestimmten Höhe befand, liegt tiefer.

Die häufigste Ursache für Senkung im regionalen Maßstab ist die Grundwasserentnahme: Wird Wasser aus einem Grundwasserleiter gepumpt, sinkt der Porendruck in diesem Grundwasserleiter. Genau diese Druckminderung erhöht die effektive Spannung im Grundwasserleitergefüge und führt zu einer irreversiblen Kompression der darin enthaltenen kompressiblen Tone – ein Phänomen, das als Terzaghi-Konsolidierung bekannt ist. In Mexiko-Stadt hat die durch diesen Mechanismus verursachte Senkung bereits zehn Meter überschritten.

Die Karstauflösung von Karbonatgesteinen hingegen verläuft auf einem völlig anderen Weg der Senkung: Durch diese Auflösung entstehen immer größere unterirdische Hohlräume, bis das darüber liegende Gestein seine Festigkeit verliert und plötzlich einstürzt, wodurch Erdfälle entstehen.

Die Oxidation von Torf in entwässerten Feuchtgebieten ist ein dritter Weg zur Bodenabsenkung: Bei Kontakt mit Luftsauerstoff wandelt sich dieser Torf, der fast ausschließlich aus über Jahrhunderte angesammeltem festem Kohlenstoff besteht, in Kohlendioxid und Wasser um. Dieser Verlust an Feststoffen führt zu einer Verringerung des Bodenvolumens und einer Absenkung der Oberfläche.

Deltasenkungen entstehen schließlich dadurch, dass sich die feinen Sedimente, aus denen ein Delta besteht, unter ihrem Eigengewicht verdichten. Dieser Prozess verstärkt sich, wenn die Zufuhr von frischem Sediment aus dem Oberlauf abnimmt und somit das Material, das durch das Eigengewicht des Deltas weiter verdichtet wird, nicht mehr nachgeliefert werden kann.

All diese Prozesse, so unterschiedlich sie auch erscheinen mögen, basieren im Wesentlichen auf denselben physikalischen Prinzipien der Konsolidierung: Die Verringerung des Porenwasserdrucks erhöht die effektive Spannung, und diese effektive Spannung komprimiert das Feststoffgerüst des Materials gemäß einem für jeden Bodentyp spezifischen Kompressibilitätskoeffizienten. Somit bedeutet die Bodensenkung, ausgehend von der allgemeinen Absenkung, mit der dieses Dokument beginnt, bis hin zum gemeinsamen Kompressibilitätskoeffizienten, mit dem es endet, einschließlich Grundwasserentnahme, Karstauflösung, Torfoxidation und Deltakompaktierung, dass die Bodenoberfläche, obwohl sie unbeweglich erscheinen mag, ständig auf das reagiert, was darunter geschieht.

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