Murgang (Übermurung)

Ein Murgang ist ein schnell fliessendes Gemisch aus Wasser sowie feinem und grobem Erd- und Gesteinsmaterial. Geläufige Bezeichnungen sind auch Mure, Schlammstrom, Schlammlawine, Geröll-Lawine oder Rüfe. Murgänge treten in Gerinnen (Gewässerbett von Wildbächen) und an steilen Hängen auf (vgl. Hangmuren) und können viel Geschiebe (Kies, Schotter und Blöcke), Erdmaterial und Holz mit sich führen. Weil in der Regel keine ausreichende Vorwarnzeit besteht, kommen zum Schutz von Gebäuden nur permanente bauliche Massnahmen in Frage, allenfalls kombiniert mit Nutzungsanpassungen.

Grundlagen

Schutzziel

Die nationalen Schutzziele für Neubauten beziehen sich auf die Norm SIA 261/1. Diese Norm legt das 300-jährliche Ereignis fest als Schutzziel für normale Wohn- und Gewerbegebäude (BWK I) gegen gravitative Naturgefahren (Hochwasser, Erdrutsch, Murgang, Steinschlag, Lawine). Zudem sind die kantonalen und kommunalen Vorgaben zu respektieren, wobei diese die Anforderungen der Norm SIA 261/1 in der Regel nicht übersteigen. Konkret muss das Gebäude auch bei seltenen Ereignissen (300-jährlich) intakt bleiben und die sich darin befindenden Personen schützen.

Ab Bauwerksklasse II sind höhere Anforderungen zu erfüllen (Bedeutungsbeiwerte und Höhenzuschläge gemäss SIA 261/1).

Charakterisierung

Murgänge in Gerinnen sind sehr gefährlich, weil sie hohe Geschwindigkeiten bis 70 km/h erreichen und viel Masse mit sich führen können. Oft reissen sie seitlich und von der Sohle weiteres Material mit (vgl. Ufererosion bei Hochwasser). Im flacheren Gelände oder bei seitlicher Ausbreitung verringert sich die Geschwindigkeit auf 7 bis 25 km/h bei Fliesshöhen von 0.5m bis 3m. Verliert ein Murgang an Geschwindigkeit und an Wasser, kann er sich ablagern und damit den Ausbruch nachfolgender Murgänge verursachen.

Tritt ein Murgang über das Gerinne hinaus, spricht man von Übermurung. Ausschlaggebend für die Wirkung eines Murgangs auf ein Hindernis sind das mitgeführte Material, die Geschwindigkeit beim Anprall sowie das dynamische Umfliessen des Feststoff-Wassergemischs. Auch die Stosskraft einzelner grosser Blöcke oder Baumstämme kann massgebend sein. Je nach Lage und Form wird ein Gebäude lediglich um- oder überflossen. Heftiger ist der direkte Anprall, gerade bei grossen Gesteinsblöcken oder Baumstämmen. Grössere Murgänge in den Alpen haben Geschiebevolumen von einigen 100'000 m3 talwärts transportiert, kleine Murgänge lediglich einige 100 bis 1'000 m3.

Hangmure (auch spontane Rutschung oder Schlammlawine) trifft auf ein Gebäude

Hangmuren (auch "spontane Rutschungen" genannt) können an steilen Hängen entstehen, wenn der Untergrund Schichten geringerer Festigkeit aufweist und stark durchnässt ist. Das Losbrechen der wassergesättigten Erdmasse erfolgt plötzlich. Der hohe Wasseranteil führt zu einer sehr schnellen Bewegung und zur vollständigen Umlagerung des Bodenmaterials. Die Einwirkung auf Gebäude ist mit der Übermurung aus Gerinnen vergleichbar, wobei Hangmuren eher feinkörnig sind.

Sowohl für Murgänge in Gerinnen als auch für Hangmuren ist keine Vorwarnung möglich. Die Ausnahme bilden Wildbäche, in denen flussaufwärts Sensortechnik installiert werden kann und wenn die Vorwarnzeit entsprechend lang ist. Solch aufwändige Installationen werden nur in Ausnahmefällen vorgenommen, z.B. wenn dadurch ein ganzes Dorf geschützt oder ein Verkehrsweg bei einem Ereignis gesperrt werden kann.

Fachbegriffe

Die Anstiegsgeschwindigkeit beschreibt die Schnelligkeit, mit der das Wasser bei Überschwemmungen ansteigt. Dieser Wert ist entscheidend für die Einschätzung der Bedrohung von Personen in und ausserhalb von Gebäuden. Bei Überschwemmungen wegen Verklausung (Verstopfung durch Schwemmgut bei Brücken, Durchlässen und Engstellen), bei Dammbrüchen oder der Verlagerung eines Gerinnes ist die Anstiegsgeschwindigkeit hoch.

Bauwerksklasse: Bauwerke werden gemäss SIA 261 Ziffer 16.3 in drei Bauwerklassen (BWK I-III) eingeteilt. Die Bauwerksklasse dient in einfacher Art und Weise zur Abstufung des Schutzgrades entsprechend des Risikos.

Bedeutungsbeiwert: Beiwert zur Gewichtung der Bauwerksklasse für die Bemessung.

Die Fliessgeschwindigkeit kann bei Überschwemmungen in steilem Gelände (≥ 5-10 %) über 2 m/s erreichen. So hohe Geschwindigkeiten treten insbesondere entlang kanalisierter Bereiche auf (z.B. Strassenzüge und Trockenrinnen). In flacherem Gelände (< 2 %) reduziert sich die Geschwindigkeit auf deutlich unter 2 m/s.

Höhenzuschlag: Zuschlag zur Gewichtung der Bauwerksklasse für die Bemessung.

Die Rückstauebene ist die höchste Ebene, bis zu der das Wasser in einer Entwässerungsanlage ansteigen kann. Es wird unterschieden zwischen: a) errechneter Rückstauebene gemäss Generellem Entwässerungsplan (GEP) und b) maximal möglicher Rückstauebene. Letztere entspricht der maximalen Fliesshöhe.

Der Schutzgrad wird durch die Einteilung des Bauwerks in eine Bauwerksklasse (BWK) I, II oder III gemäss SIA 261 festgelegt.

Die Stauhöhe gibt an, wie stark sich die Fliesshöhe beim Zufliessen auf ein Hindernis zusätzlich erhöht.

Die Überschwemmungsdauer beginnt zum Zeitpunkt der Benetzung mit Wasser und endet, wenn sich das Wasser vollständig zurückzieht.

Vorwarnzeit: Dauer von der Gefahrenerkennung bis zum Überschwemmungsbeginn.

Die Wellenhöhe hwellen bei Seehochwasser ist zu berücksichtigen.

Die Wirkungshöhe hwi wird ermittelt, indem die Fliesshöhe hf mit dem Höhenzuschlag hγ, der Stauhöhe hstau und der Wellenhöhe addiert werden.

Abklärung der Gefährdung und Festlegung der Schutzhöhe

Zur Bemessung von Objektschutzmassnahmen braucht es detaillierte Angaben zu den Intensitäten. Diese Angaben finden sich in den Intensitätskarten und im technischen Bericht zur Gefahrenkarte (siehe auch: Lesehilfe Gefahrenkarte der PLANAT). Wo keine Intensitätsangaben existieren, muss eine Fachperson diese bestimmen. Gegebenenfalls braucht es vertiefte Abklräungen zur lokalen Gefährdung.

Gefährdungsbilder

Die folgenden Gefährdungsbilder beschreiben den Anprall und das Umfliessen von Murgängen und Hangmuren auf Gebäude.

Gefährdungsbild 1: Murgang prallt auf Gebäude

Das Gemisch aus Wasser und Feststoffen prallt an ein Gebäude und staut auf (Stauhöhe). Massgebend ist der entstehende Druck auf der Gebäudeaussenseite. Dieser Druck hängt von der Dichte und Geschwindigkeit des Murgangs sowie vom Zufliesswinkel ab. Zusätzlich ist der Anprall grösserer Elemente (Steine, Baumstämme) zu berücksichtigen.

Gefährdungsbild 1: Murgang prallt auf das Gebäude

Gefährdungsbild 2: Murgang umfliesst Gebäude dank Ablenkungsbauwerk

Fliesst ein Murgang schräg auf ein Ablenkbauwerk (beispielsweise Spaltkeil, Leitmauer oder -damm) zu und umfliesst es, wirkt ein um den Ablenkwinkel a reduzierter Druck auf das Ablenkbauwerk. Der Winkel a darf höchstens 30° betragen, da die Ablenkwirkung sonst verloren geht und es sich um einen Anprall handelt (Gefährdungsbild 1). Zudem muss der Spaltkeil ausreichend hoch sein, damit er nicht überflossen werden kann. Eine Verlagerung der Gefährdung auf andere Grundstücke ist zu vermeiden.

Gefährdungsbild 2: Murgang umfliesst das Gebäude (Spaltkeil)
Schadenarten-/ursachen

Je nach Zusammensetzung des Murgangs (Wasseranteil, Art und Grösse der mitgerissenen Feststoffe) und Ablauf des Ereignisses (Fliessgeschwindigkeit und -höhe beim Anprall) können an Gebäuden ähnliche Schäden entstehen wie bei Hochwasser, respektive Hangmuren.

Gersau, 2005: Zerstörung der Wandkonstruktion durch eine Hangmure mit hohem Anteil an Erdmaterial. Quelle: Th. Egli, Egli Engineering AG
Bildquelle: VKG
Bondo, 2017: Grosser Schaden an technischer Infrastruktur. Quelle: VKG
Gersau, 2005: Zerstörung der Wandkonstruktion durch eine Hangmure mit hohem Anteil an Erdmaterial. Quelle: Th. Egli, Egli Engineering AG
Schutzmassnahmen

Konzeptionelle und verstärkende Massnahmen können das Personen- und Sachwertrisiko erheblich senken. Schutz für ein Gebäude erreichen Sie beispielsweise, indem Sie es optimal im Gelände platzieren oder eine geeignete Gebäudeform und -ausrichtung wählen. Vermeiden Sie Öffnungen in der murgangseitigen Aussenwand oder schützen Sie sie entsprechend. Sehen Sie zudem im Bereich der betroffenen Aussenwände nur Räume mit kurzer Aufenthaltsdauer von Personen vor. Planen Sie Aussenwände und Öffnungen in verstärkter Bauweise und dichten Sie den potentiell betroffenen Bereich ab.

Vorschläge für den Schutz einzelner Bauteile und zum konzeptionellen Vorgehen: Naturgefahren-Check

Literatur
Allgemein

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