Bibliographic Metadata

Title
Messung und Simulation von Steuerfaktoren der Verwitterung in ariden und humiden Gebieten : kumulative Dissertation / vorgelegt von Harald Schnepfleitner MSC, BSC
Additional Titles
Measurement and simulation of control factors of weathering in arid and humid regions
AuthorSchnepfleitner, Harald
CensorSass, Oliver ; Kömle, Norbert
PublishedGraz, September 2016
DescriptionXIX, 327 Blätter : Zusammenfassungen (2 Blätter) ; Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2016
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
LanguageGerman
Document typeDissertation (PhD)
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-111201 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Messung und Simulation von Steuerfaktoren der Verwitterung in ariden und humiden Gebieten [22.09 mb]
Links
Reference
Classification
Abstract (German)

Ziel ist die Untersuchung der Steuerfaktoren von Verwitterungsprozessen und deren zeitliche und räumliche Verteilung. Durchgeführt wurden diese Untersuchungen in zwei Gebieten zum einen in Tafraoute und zum anderen am Dachsteinmassiv. In Tafroute beschäftigte sich die Arbeit mit der Entstehung von Tafoni. Ziel war es, Salze, Feuchte und Temperatur einzuordnen und daraus Prozessmuster herzuleiten. Die Ergebnisse zeigen eine Konzentration von Feuchte und Salzen an der Basis der Tafoni. Innerhalb der Tafoni ist eine Akkumulation von Salzen knapp an der Gesteinsoberfläche zu erkennen. Bereiche mit erhöhtem Feuchtegehalt weisen ebenfalls eine gesteigerte Salzkonzentration auf. Aus diesen Ergebnissen wurden zwei Salztransportwege bestimmt: Infiltration von Regen auf das Dach des Felsens und der umliegenden Bereiche sowie durch kapillaren Aufstieg aus einem wassergesättigten Bereich unterhalb des Felsturmes. Einbringung durch Windablagerung wurde eine untergeordnete Bedeutung zugewiesen. Am Dachstein fokussierte sich die Arbeit auf den Prozess der Frostverwitterung und die Verteilung von Temperaturen am und im Fels. Dafür wurden Temperaturen vor Ort gemessen, um damit das Programm WUFI für diese Zwecke zu verifizieren. Anhand der Messungen soll das Programm für Simulationen in verschiedenen Neigungen, Expositionen und Höhen adaptiert werden, um aus diesen ein thermisches Verwitterungspotential zu berechnen. Aus den daraus entstanden Simulationen ergab sich, dass nordexponierte Felswände in Summe ein deutlich höheres Verwitterungspotential als südexponierte aufweisen. Im Jahresgang werden Maximalwerte der Frostdauer von Dezember bis Mai vorrangig in nordexponierten Lagen in tieferen Bereichen des Gesteins erreicht. Höchstwerte bei der Anzahl von Frostereignissen beschränken sich auf die oberflächennahen Bereiche bis 10 cm Tiefe von Dezember bis April.

Abstract (English)

The aim of this study was the examination of control factors for weathering processes in two different study sites in Tafraoute and on the Dachsteinmassif. We investigated tafoni developed in in the Tafraoute region through an exploratory, two-week multi-method field campaign. The results derived from very different techniques mutually support one another. Salts and moisture are concentrated near the base of the investigated tafoni, probably due to a saturated pore water body around the base of rock tors. Salts are accumulated close to the rock surface in tafoni, but not on the surrounding rock surfaces. Within a tafone, areas of higher humidity also display increased salt concentration near the surface. Two pathways of salt transport in and around tafoni are assumed based on the data: infiltration with rainfall on the top and around tors and boulders, and capillary rise from saturated pore water bodies to the surface. Rock temperatures are one of the key factors for frost weathering but the question of their spatial distribution on a regional scale remains open. We adapted the program package WUFI®, designed to calculate energy fluxes in building walls, for application at natural rock faces. We determined physical rock properties and local meteorological parameters as input data for the simulations at our study area (Dachstein Mountains, Austria; highest peak at 2998 m). From the input data we calculated annual temperature progressions in different elevations, orientations and slopes. For verification, temperatures at different depths were measured with iButtons and surface temperatures were determined from infrared images. The model runs were used to calculate frost parameters and to define the (thermal) frost weathering potential. Frost weathering potential increases with elevation and correlates with orientation, with north faces being more affected than south faces. The effects of snow cover and of different hypothetical frost cracking windows are discussed.