Klippenstärkung und -stabilisierung

Küstenfelsen können nach ihrer Morphologie und Struktur unterschieden werden: Klippen können lose – Sand, Schlamm, Ton, Mergel und Kreide – oder hart sein und aus Kalkstein, Sandstein, Granit und anderen Felsen bestehen. Lose Klippen sind anfälliger für Erosion und Erdrutsch als felsige Klippen, die eher durch Fels- oder Blockabsturz gekennzeichnet sind. Die Klippenerosion in Küstengebieten bezieht sich normalerweise auf die Erosion des Klippenfußes, die durch Wellen- und Sturmfluten verursacht wird, was zu einem allmählichen Rückzug der Küste führt. Der Klimawandel verschärft die Küstenerosion noch mehr: Der Anstieg des Meeresspiegels, die zunehmende Häufigkeit und Intensität von Sturm, Änderungen der vorherrschenden Windrichtungen und höhere Wellen setzen die europäische Küste zusätzlich unter Druck. 

Küstenklippen bieten Lebensraum für eine reiche Palette von Flora und Fauna. Der Zyklus des Klippenabsturzes mit anschließender Klippenstabilisierung schafft eine Mischung aus Vegetation und nacktem Gestein, die einen geeigneten, aber prekären Lebensraum für seltene und bedrohte Pflanzen und Tiere darstellt. Viele Klippenarten sind in den Anhängen der EU-Habitat-Richtlinie sowie in einigen Klippenlebensräumen aufgeführt, was eine genaue Überwachung und Bewirtschaftung erfordert. Darüber hinaus unterstützen Küstenklippen das touristische Angebot sowohl als Aussichtspunkte an der Spitze als auch als Badegebiete darunter. Solange genügend Platz und Pufferzonen vorhanden sind, bedrohen Erosionsprozesse Menschen oder Vermögenswerte nicht wesentlich. Die Herausforderungen entstehen, wenn Küstenzonen stark urbanisiert sind und die Urbanisierung näher an Klippen und Küstenlinien rückt, wodurch die Gebäude und Bewohner möglichen Erosionsschäden ausgesetzt sind. Opfer können mit Menschen auftreten, die von der Klippe fallen, auf den Wegen rutschen oder von fallenden Steinen getroffen werden, während sie sich an den darunter liegenden Stränden sonnen. 

Klippenstärkungs- und Klippenstabilisierungstechniken zielen darauf ab, die Stärke und Gesamtstabilität des Klippenhangs zu erhöhen und den Fuß der Klippe vor Erosion zu schützen. 

Klippenstärkungstechniken sind „graue“ Maßnahmen und umfassen Folgendes: 

• Klippenumgestaltung/Profilierung: Änderung des Neigungswinkels und/oder Verringerung der Klippenhöhen durch Entfernen instabiler Blöcke. In einigen Fällen können Terrassen angelegt werden. Der Winkel, in dem die Klippe stabil wird, hängt vom Gesteinstyp, der geologischen Struktur und dem Wassergehalt ab. Diese Technik verbessert die Gesamtstabilität der Klippe, da sie Massenbewegungen auf der Klippe reduziert. Diese Maßnahme ist nicht geeignet für felsige Klippen oder hohe und stark geneigte Klippen. 
• Klippenentwässerung: Beseitigung von Oberflächenabfluss und Infiltration am Hang. Dies kann durch die Schaffung von Gräben an der Spitze und / oder am Hang der Klippe erfolgen. Die Verringerung des Porendrucks kann auch erreicht werden, indem Wasser aus der Klippe geleitet wird. Diese Methode eignet sich für begrenzte Abflüsse und Infiltrationen und wird auf felsige Klippen angewendet. Die Entwässerung kann manchmal auf den Grundwasserspiegel angewendet werden, wenn das Grundwasser eine wichtige Rolle bei der Verschlechterung des Gesteins spielt. Dies wird durch Bohren und Einsetzen von Entwässerungsrohren oder perforierten Metallrohren auf der Hangoberfläche erreicht. 

• Felsverbolzen/Pinning: Diese Technik beinhaltet die Sicherung instabiler Felsen, um den Zusammenhalt und die Stabilität zu erhöhen und ein Verrutschen zu verhindern, wobei metallische Bolzen, Zugstangen und Stahlbodennägel verwendet werden, die horizontal in die Klippe getrieben werden. Es verhindert Massenbewegungen wie Felsrutsche und Kollaps und reduziert so die Nettoerosionsraten. 
• Betonpfeiler und Ripping-Streifen: Stütze aus Stahlbeton an der unterschnittenen Felszone an der Klippe oder am Fuß; Rippen (Streifen aus Steinen und Beton) werden am Fuße der Klippe platziert, um eine Meereserosion zu verhindern. Diese Technik eignet sich für kleine und mittlere Felsfächer. 
• Verstärktes Geogitter und gezacktes Netz: Stabilisierung der Steigung durch Verwendung eines verstärkten Polymergitters, das an der Seite mit Ankern befestigt ist, oder Umhüllung instabiler Blöcke durch Anheften von Netzen oder Gittern an der Seite der Klippe, um einen Felsrutsch zu verhindern. Geogitter eignen sich für weiche Klippen mit begrenzten Höhen, um Erdrutsche zu vermeiden. Netze eignen sich für felsige Klippen mit begrenzter Volumeninstabilität. 

Klippenstabilisierungstechniken sind stattdessen „grüne“ Maßnahmen und umfassen: 

• Nachladen von Littoralstreifen: Sand oder Kieselsteine am Fuße der Klippe platzieren, um das durch Meereserosion verursachteUngleichgewicht an den Küsten auszugleichen. Es ähnelt der Strandernährung und eignet sich im Allgemeinen für Gebiete mit unzureichendem Longshore-Sedimenttransport. 

• Revegetation: Bewirtschaftung bestehender Vegetation, um geschädigte Gebiete wiederzuerlangen, oder Schaffung einer Vegetationsdecke am Hang, um das Risiko von Instabilitäten zu begrenzen. Dies kann durch die Schaffung von bewaldeten Bermen oder Wasserablaufgräben angewendet werden. Die Art der bepflanzten Vegetation variiert je nach Grad der Instabilität des Hanges. Auf sehr beweglichen Hängen werden schnell wachsende und tief verwurzelte Arten bevorzugt, da sie den Boden erfassen und Bewegung verhindern. Auf stabileren Hängen kann eine Pflanzenbodenabdeckung wirksam sein, da sie wie eine schützende Haut wirkt. Diese Technik ist besonders geeignet, um felsige Klippen und sandige Klippen zu lösen. 

Die Entscheidungen über die anzuwendenden Methoden basieren auf den natürlichen Merkmalen der Klippe (Natur der Klippe, Klippengeometrie, hydraulisches Verhalten und mechanische Kräfte), der Art der Instabilität, den sozioökonomischen Belastungen und den Zugangsbedingungen. In der Praxis werden die beiden Ansätze oft kombiniert, da Revegetation allein nur eine kurzfristige Lösung ist, die die Erosion der Küste nicht vollständig stoppt. Wenn der strukturellen Erosion nicht entgegengewirkt wird, führt dies schließlich zur Steilheit der Klippe und negiert die Auswirkungen von Stabilisierungsmaßnahmen. 

Um den Schutz der Küstenressourcen auf ganzheitliche Weise zu verbessern, sollten praktische Maßnahmen wie Techniken zur Stärkung und Stabilisierung der Klippen in einen umfassenderenPlan für das integrierte Küstenzonenmanagement (ICZM)integriert werden, der mehrere Governance-Skalenumfasst. Das IKZM umfasst Grundsätze, die auch für das Küstenerosionsmanagement wichtig sind, wie die Einbeziehung aller relevanten Parteien und die Einbeziehung einer langfristigen Perspektive in das Küstenmanagement. Ein Beispiel für Techniken zur Stabilisierung der Klippen, die im Rahmen eines IKZM angewandt werden, ist im Küstengebiet der Region Marken in Italienzu finden. Der ICZM-Plan sah die Stabilisierung einer Klippe im Mount Conero vor, die große Blöcke an ihrer Basis platzierte. Dieser Berg ist als geschützte Seite im Rahmen des Natura-2000-Netzes der EU ausgewiesen, und die Arbeiten enthielten die Notwendigkeit, die Standortbedingungen aufrechtzuerhalten. In der Küstenstadt Omiš (Kroatien) wurde von 2016 bis 2018 entlang der 2,5 km langen Küste rund um die Stadt eine Kombination von Techniken zur Klippenstärkung eingeführt: Felsbefestigung mit geotechnischen Ankern; Stahlklemmen zur Stabilisierung der instabilen Gesteinsteile; Stahlnetze zum Schutz; mechanische „Spannvorrichtungen“ für die beweglichen Teile des zerkleinerten Gesteins; Anti-Rockslide-Barrieren, etc.