Infrastrukturen sichern: Aufrütteln für den Erdbebenschutz

Eingestürzte Gebäude und Brücken gehören zu den Schreckensbildern von Erdbeben. Indes können auch weniger spektakuläre Folgen von Erdstössen ein Land lähmen. Dann etwa, wenn wichtige Anlagen zu Schaden kommen. Das BAFU engagiert sich für einen besseren Schutz vor Erdbeben.

Erdbebenrisiko
Das Erdbebenrisiko ist das Produkt aus der seismischen Gefährdung (Eintretenswahrscheinlichkeit), der Beschaffenheit des Baugrundes, den betroffenen Werten (Siedlungsdichte) sowie der Verletzbarkeit der Gebäude und Infrastrukturen
© Schweizerischer Erdbebendienst (SED), 2009 CatFocus Partner RE, FEMA

Berechnung des Erdbebenrisikos

Text: Lucienne Rey

Das Grauen im Wallis muss gross gewesen sein, als am 9. Dezember 1755 die Erde bebte: «Scheulich und entsezlich» seien die Erschütterungen gewesen, und niemand habe daran gezweifelt, dass «die Burgschaft Brig und alle umliegende stein gebäuw im zehnden müssen ohnfelhbarlich über ein hauffen fallen, und unter dem Schutt vergraben werden», hielt ein Chronist fest.

Die Erdstösse waren in einem weiten Umkreis spürbar. Schäden gab es beispielsweise auch in Bern und Luzern. Der Schreck fuhr den Betroffenen nicht zuletzt deshalb in die Glieder, weil gut einen Monat zuvor, am 1. November, das Erdbeben von Lissabon Zehntausende in den Tod gerissen hatte. In der aufgeklärten Öffentlichkeit des ausgehenden 18. Jahrhunderts war die Sensibilität für die Gefahr von Erdstössen jedenfalls gross. Sogar der Philosoph Immanuel Kant (1724-1804) schrieb eine Abhandlung über das Erdbeben, «welches 1755 einen Teil der Erde erschüttert hat». Er ging dabei sowohl auf die Katastrophe von Lissabon als auch auf das spätere Beben «durch die Schweizergebirge» ein.

Die ganze Schweiz ist gefährdet

Heute ist hierzulande die von Erdbeben ausgehende Gefahr gemeinhin aus dem kollektiven Gedächtnis verschwunden, denn das letzte grössere Ereignis liegt fast 70 Jahre zurück. «Die Erinnerung ist jeweils von den jüngsten Naturereignissen geprägt», stellt Sven Heunert von der Koordinationsstelle des Bundes für Erdbebenvorsorge beim BAFU fest. Nach einem schneereichen Winter gelten Lawinen als besonders gefährlich, und nach einer niederschlagsreichen Saison fürchtet man sich vor Hochwasser. «Dabei sind es ausgerechnet die Erdbeben, vor denen keine Region gefeit ist», sagt der Erdbebenfachmann.

Und die Zerstörungen der Erdstösse sind oft gewaltig: Das Beben vom 25. Januar 1946 in Siders (VS), das gemäss Schweizerischem Erdbebendienst (SED) eine Stärke von 5,8 erreichte, kostete vier Menschen das Leben, beschädigte allein im Wallis rund 3500 Gebäude und verursachte Kosten in Millionenhöhe. Zum Vergleich: Im Dezember 1755 bebte die Erde in Brig mit einer Stärke von 5,7. Und für Lissabon wurde im Nachhinein eine Magnitude von 9 ermittelt.

Zwar weist der Schweizerische Ingenieur- und Architektenverein (SIA) in seiner Karte mit den Erdbebengefährdungszonen einem grossen Teil der Schweiz eine geringe Gefährdung zu. Jedoch wird die Heftigkeit der Erdbewegungen nicht allein durch die Magnitude des Bebens bestimmt. Vielmehr kommt es auch auf den lokalen Baugrund an. Eine grosse Rolle für das Ausmass der Schäden spielt zudem die Nutzungsintensität im betroffenen Gebiet. Oder mit den Worten von Sven Heunert ausgedrückt: «Ballungsräume wie Lausanne oder Bern haben unter Umständen das grössere Risiko als ein kleiner Ort in der Region Basel - selbst wenn dort die seismische Gefährdung stärker ist.»

Verletzbare Netze, die das ganze Land überspannen

Wer auch immer ein Gebäude plant, müsste eigentlich an mögliche Erdstösse denken. Das wäre ebenfalls im Interesse der Hauseigentümerinnen und -eigentümer: Wird ihr Anwesen durch Beben beschädigt, tragen sie die Kosten in der Regel allein. Derzeit gibt es in der Schweiz nur in einzelnen Kantonen eine Gebäudeversicherung, bei der das Erdbebenrisiko eingeschlossen ist.

Um das Risiko schweizweit in den Griff zu bekommen, startete der Bund im Jahr 2000 ein Massnahmenprogramm zur Erdbebenvorsorge. Einer seiner Kernpunkte besteht darin, die Bundesbauten erdbebensicher zu machen. Ein anderer zielt darauf ab, Infrastrukturen im Einflussbereich des Bundes zu sichern. Das betrifft insbesondere die Stromversorgung sowie Nationalstrassen und Schienenverkehr.

Wie verwundbar solche Netzinfrastrukturen sind, zeigt sich daran, dass es nicht einmal spektakulärer Naturereignisse bedarf, um die Lebensader von Wirtschaft und Gesellschaft zu kappen: Am 28. September 2003 reichte es aus, dass bei Ingenbohl (SZ) der Ast einer Tanne der Stromleitung über den Lukmanier zu nahe kam. Dies führte zu einem Lichtbogen, der Strom sprang auf den Baum über und floss in den Boden. Oder in der Fachsprache: Es kam zu einem Erdschluss, der diese Nord-Süd-Transitachse des europäischen Stromnetzes unterbrach. Wegen Fehlschaltungen in Italien löste dies eine folgenschwere Kettenreaktion aus. «Ab 03:27 totaler Stromausfall in Italien», hält das Bundesamt für Energie in seinem Bericht über das Ereignis lapidar fest.

Auch im Fall eines Erdbebens kann ein örtlich begrenzter Schaden im Versorgungsnetz selbst weit entfernte Gebiete in Mitleidenschaft ziehen oder gar das ganze System zum Erliegen bringen. Zudem sind Erdbeben weiträumige Phänomene, sodass mit einer grossen Anzahl von Schadensorten zu rechnen ist. Umso verletzbarer sind Infrastrukturnetze, die ein ganzes Land überziehen. Um diese vor den Folgen von Erdstössen zu schützen, setzt der Bund in einer ersten Phase auf sogenannte Verletzbarkeitsstudien. Diese ermitteln die Schwachstellen, die es vorrangig abzusichern gilt.

Neuralgische Stellen aufdecken

Eine solche Analyse hat das BAFU zusammen mit der Stromwirtschaft durchgeführt. Gestützt auf die Studienergebnisse erliess das Eidgenössische Starkstrominspektorat (ESTI) 2012 eine neue Richtlinie zur Erdbebensicherheit der elektrischen Stromversorgung, um einem nationalen Blackout vorzubeugen. Die Richtlinie definiert Anforderungen an die relevanten Elemente der Stromversorgung, wie zum Beispiel die Verankerung der Transformatoren. Ausserdem legt sie den minimalen Losebedarf der Leiterseile fest. Damit ist gemeint, dass Leiterverbindungen genügend locker hängen müssen, um sich bei abrupten Bewegungen des Untergrunds nicht plötzlich zu straffen und so die Apparate zu beschädigen. Die Bestimmungen sind nach Erdbebenzone und Stromspannung abgestuft und berücksichtigen auch die lokale Bodenbeschaffenheit.

Verletzbarkeitsanalysen decken im Weiteren auf, wo Vorkehrungen den grössten Nutzen bringen. Bei den Unterwerken - also den Komponenten im Stromnetz, die unterschiedliche Spannungsebenen miteinander verbinden - sind Transformatoren und Schaltanlagen die Schlüsselelemente. «Eine einfache Massnahme besteht darin zu verhindern, dass die Steuerschränke kippen», erklärt Sven Heunert. Dazu genügt es in vielen Fällen, sie mit Stahlwinkeln an der Wand zu fixieren. Viel bringt es zudem, für ausreichende Standfestigkeit der Transformatoren zu sorgen. «Wenn ein grosser Trafo umstürzt und Schaden nimmt, dauert es Monate, bis Ersatz geliefert werden kann», erläutert der BAFU-Fachmann.

Dass ergänzend auch unkonventionelle Massnahmen zum Ziel führen können, zeigt die Walliser Kantonspolizei: Sie hat ihre wichtigsten Computer speziell gesichert - mit starken Klettbändern. Damit folgt sie dem Gedankengang, der aus Sicht von Sven Heunert stets wegleitend sein sollte: «Jeder muss sich Gedanken um die Sicherheit der Tragstruktur machen und sich zudem fragen: Was könnte kippen, was ist gefährdet und was könnte gefährlich sein?»

Wer baut, ist gefordert

Generell bedauert Sven Heunert, dass nicht alle Ausbildungsgänge für Planungs- und Baufachleute der Erdbebensicherheit die gebührende Bedeutung beimessen. Insbesondere die sekundären Bauteile wie Installationen fänden vielfach kaum Beachtung. «Niemand fühlt sich so richtig zuständig für Elemente wie eine nicht tragende Wand oder einen Trafo.» Dabei müssten häufig genau diese Elemente auf die Belastungen ausgerichtet werden, die mit einem Erdbeben einhergehen.

Grosse Herausforderungen stellt die Erdbebensicherheit an die Bahn. Wegen der Verschiedenartigkeit ihrer Komponenten ist ihr Netz an Vielschichtigkeit kaum zu überbieten. «Neben komplexen Tragwerken wie Bahnhöfen mit hohen Personenbelegungen oder Brücken besitzen die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) auch ein eigenes Stromnetz sowie ein komplettes Kommunikationsnetz für dessen Steuerung», führt der BAFU-Experte aus. Damit eignet sich die Bahninfrastruktur auch gut, um viele Planer für den Erdbebenschutz zu sensibilisieren: «Die Bahn beauftragt zahlreiche Ingenieurbüros, die sich somit ebenfalls mit der Erdbebensicherheit befassen müssen.»

Komplexe Bauwerke haben grosses Schadenpotenzial

Bei den Strassen sind es die Brücken, die durch Erdbeben besonders gefährdet werden. So untersucht das Bundesamt für Strassen (ASTRA) seit 2005 die Erdbebensicherheit der insgesamt etwa 4000 Nationalstrassenbrücken in einem zweistufigen Verfahren. Bisher traten nur an wenigen Bauwerken Schwächen zutage, die sofort behoben werden mussten.

Eine dieser Brücken ist das Viadukt von Chillon (VD), ein Teilstück der A9 am Genfersee. Zu Spitzenzeiten wird es von stündlich bis zu 7300 Fahrzeugen befahren. Angesichts dieser intensiven Nutzung war es klar, dass im Rahmen der generellen Erhaltungsplanung auch Erdbebensicherheitsmassnahmen umgesetzt wurden. Zahlreiche Betongelenke der Talbrücke wurden durch spezielle Erdbebenisolatoren ersetzt. Diese wirken als Verformungslager, absorbieren die Bewegungsenergie der Erdstösse und trennen damit das Bauwerk von den Bewegungen des Untergrunds.

Die eindrückliche Konstruktion am Genferseeufer steht für einen generellen Trend der Entwicklung von Infrastrukturanlagen und Siedlungen: Komplexe und teure Bauwerke haben das Schadenpotenzial stark in die Höhe getrieben. Würde heute in der Nähe einer Grossstadt die Erde so stark beben wie 1946 im Wallis, wären Schäden in der Höhe von 2 bis 5 Mrd. CHF die Folge.

Weiterführende Informationen

Kontakt
Letzte Änderung 20.05.2015

Zum Seitenanfang

https://www.bafu.admin.ch/content/bafu/de/home/themen/naturgefahren/dossiers/magazin-umwelt-leben-mit-naturgefahren/infrastrukturen-sichern--aufruetteln-fuer-den-erdbebenschutz.html