Rappbodetalsperre: Instandsetzung der Grundablässe und Nutzung von Wasserkraft
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2016)
Für die mit 106 m höchste Talsperre Deutschlands, die Rappbodetalsperre, wird ein Gesamtkonzept zur Instandsetzung der Grundablässe aufgestellt. Die in der Mauer befindlichen Regulierverschlüsse werden durch Absperrverschlüsse ersetzt. Die Regulierverschlüsse werden an das Ende der verlängerten Grundablassleitungen in ein neues Schieberhaus verlegt und münden in eine Toskammer. Im Zusammenhang mit den Instandsetzungsmaßnahmen der Grundablässe wird eine Wasserkraftanlage zur Nutzung der Wasserabgabe aus einem Grundablass installiert.
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Für die mit 106 m höchste Talsperre Deutschlands, die Rappbodetalsperre, wird ein Gesamtkonzept zur Instandsetzung der Grundablässe aufgestellt. Die in der Mauer befindlichen Regulierverschlüsse werden durch Absperrverschlüsse ersetzt. Die Regulierverschlüsse werden an das Ende der verlängerten Grundablassleitungen in ein neues Schieberhaus verlegt und münden in eine Toskammer. Im Zusammenhang mit den Instandsetzungsmaßnahmen der Grundablässe wird eine Wasserkraftanlage zur Nutzung der Wasserabgabe aus einem Grundablass installiert.
Klimatischbedingte Anpassungsstrategien für ein Talsperrenverbundsystem im Harz
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Das Nordharzspeicherverbundsystem mit den Talsperren Grane, Oker und Innerste wird von der Harzwasserwerke GmbH betrieben. Zur Anpassung der Betriebsregeln an die Klimaänderung wurde das Gesamtsystem mit einem Betriebsmodell auf Tagesbasis und Input von generierten Zuflussserien über 10 000 Jahre für die Vergangenheit und Zukunft untersucht. Mit dem Betriebsmodell konnten die Auswirkungen von geänderten Betriebsregeln auf den Verbundspeicherbetrieb mit und ohne Klimaänderung detailliert sowie transparent quantifiziert werden. Weitere Autorin: Dipl.-Ing. Lisa Unger Harzwasserwerke GmbH Nikolaistraße 8 31137 Hildesheim unger@harzwasserwerke.de
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Das Nordharzspeicherverbundsystem mit den Talsperren Grane, Oker und Innerste wird von der Harzwasserwerke GmbH betrieben. Zur Anpassung der Betriebsregeln an die Klimaänderung wurde das Gesamtsystem mit einem Betriebsmodell auf Tagesbasis und Input von generierten Zuflussserien über 10 000 Jahre für die Vergangenheit und Zukunft untersucht. Mit dem Betriebsmodell konnten die Auswirkungen von geänderten Betriebsregeln auf den Verbundspeicherbetrieb mit und ohne Klimaänderung detailliert sowie transparent quantifiziert werden. Weitere Autorin: Dipl.-Ing. Lisa Unger Harzwasserwerke GmbH Nikolaistraße 8 31137 Hildesheim unger@harzwasserwerke.de
Komplexe Instandsetzung der Talsperre Lichtenberg
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Nach 40 Jahren Betrieb sind an der Talsperre Lichtenberg eine Reihe von Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. Dies betrifft u. a. die Asphaltaußendichtung, das Komplexbauwerk und die Dammkrone. Darüber hinaus besteht aus gütewirtschaftlicher Sicht die Erfordernis einer leistungsfähigen Abgabe aus dem Epilimnion der Talsperre in die Vorflut. Der Beitrag beschäftigt sich mit den Vorüberlegungen, Untersuchungen und Planungen zur komplexen Instandsetzung der Talsperre bis zur Genehmigungsplanung.
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Nach 40 Jahren Betrieb sind an der Talsperre Lichtenberg eine Reihe von Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. Dies betrifft u. a. die Asphaltaußendichtung, das Komplexbauwerk und die Dammkrone. Darüber hinaus besteht aus gütewirtschaftlicher Sicht die Erfordernis einer leistungsfähigen Abgabe aus dem Epilimnion der Talsperre in die Vorflut. Der Beitrag beschäftigt sich mit den Vorüberlegungen, Untersuchungen und Planungen zur komplexen Instandsetzung der Talsperre bis zur Genehmigungsplanung.
Indikatoren für den Betrieb von Talsperren unter Verwendung von Drought Indices
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Talsperren besitzen wasserwirtschaftliche Betriebspläne, die in Abhängigkeit verschiedener Systemzustände Handlungsanweisungen für deren Steuerung darstellen. Die zum Einsatz kommenden Systemzustände können als Indikatoren bezeichnen werden, mit deren Hilfe das Wassermanagement einer Talsperre beschrieben wird. Eine Herausforderung ist es, Indikatoren zum rechtzeitigen Erkennen von Trockensituationen zu finden. Für diesen Zweck wurden Drought Indices entwickelt, die vornehmlich in der Landwirtschaft oder zum Erkennen und Einleiten von Kontingentierungen verwendet werden. Ihr Einsatz im wasserwirtschaftlichen Betrieb von Talsperren wurde untersucht und bewertet. Es hat sich gezeigt, dass sie als transparente Werkzeuge benutzt werden können, um operationell Sondersituationen zu erkennen, diese zu kommunizieren und entsprechende Vorsorge einzuleiten.
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Talsperren besitzen wasserwirtschaftliche Betriebspläne, die in Abhängigkeit verschiedener Systemzustände Handlungsanweisungen für deren Steuerung darstellen. Die zum Einsatz kommenden Systemzustände können als Indikatoren bezeichnen werden, mit deren Hilfe das Wassermanagement einer Talsperre beschrieben wird. Eine Herausforderung ist es, Indikatoren zum rechtzeitigen Erkennen von Trockensituationen zu finden. Für diesen Zweck wurden Drought Indices entwickelt, die vornehmlich in der Landwirtschaft oder zum Erkennen und Einleiten von Kontingentierungen verwendet werden. Ihr Einsatz im wasserwirtschaftlichen Betrieb von Talsperren wurde untersucht und bewertet. Es hat sich gezeigt, dass sie als transparente Werkzeuge benutzt werden können, um operationell Sondersituationen zu erkennen, diese zu kommunizieren und entsprechende Vorsorge einzuleiten.
Das neue Dichtungs- und Kontrollsystem am Sylvensteinspeicher
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Der Sylvensteinspeicher wurde in den Jahren 2011 bis 2015 nach über 50-jähriger Betriebszeit durch eine zusätzliche Dichtwand im bestehenden Damm und Untergrund sowie mit einem neuen Sickerwasser-Messsystem – bestehend aus Dränagepfählen und einem Kontrollstollen – an den heutigen Stand der Technik angepasst. Diese Ertüchtigungsmaßnahmen sind auch Vorsorge gegen die Folgen möglicher Klimaveränderungen und die damit verbundene stärkere Beanspruchung der Talsperre. Die Baumaßnahmen mit Gesamtkosten von rund 23 Mio. € wurden aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.
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Der Sylvensteinspeicher wurde in den Jahren 2011 bis 2015 nach über 50-jähriger Betriebszeit durch eine zusätzliche Dichtwand im bestehenden Damm und Untergrund sowie mit einem neuen Sickerwasser-Messsystem – bestehend aus Dränagepfählen und einem Kontrollstollen – an den heutigen Stand der Technik angepasst. Diese Ertüchtigungsmaßnahmen sind auch Vorsorge gegen die Folgen möglicher Klimaveränderungen und die damit verbundene stärkere Beanspruchung der Talsperre. Die Baumaßnahmen mit Gesamtkosten von rund 23 Mio. € wurden aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.
Anwendung moderner Injektionstechnologien an Sperrenbaustellen im In- und Ausland
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Der Beitrag befasst sich in erster Linie mit der Anwendung moderner Bohr- und Injektionstechnik an Sperrenbauwerken in exponierten geographischen Lagen, unterschiedlichen Anforderungen an die Abdichtung und differenzierten vertraglichen Randbedingungen seitens der Bauherren. An vier ausgewählten Sperrenbauwerken in doch sehr unterschiedlichen Ländern, wie Österreich, Oman, Bosnien Herzegowina und Irland, wird die Bedeutung der Bohr- und Injektionstechnik für eine erfolgreiche Abdichtung dieser Bauwerke dargestellt. Dabei wird aufgezeigt, welche besonderen Herausforderungen aus der jeweiligen Abdichtungsaufgabe oder auch aus der Lage des Bauwerkes bestehen (vom Hochgebirge bis zu einer Wüstenbaustelle).
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Der Beitrag befasst sich in erster Linie mit der Anwendung moderner Bohr- und Injektionstechnik an Sperrenbauwerken in exponierten geographischen Lagen, unterschiedlichen Anforderungen an die Abdichtung und differenzierten vertraglichen Randbedingungen seitens der Bauherren. An vier ausgewählten Sperrenbauwerken in doch sehr unterschiedlichen Ländern, wie Österreich, Oman, Bosnien Herzegowina und Irland, wird die Bedeutung der Bohr- und Injektionstechnik für eine erfolgreiche Abdichtung dieser Bauwerke dargestellt. Dabei wird aufgezeigt, welche besonderen Herausforderungen aus der jeweiligen Abdichtungsaufgabe oder auch aus der Lage des Bauwerkes bestehen (vom Hochgebirge bis zu einer Wüstenbaustelle).
Materialauslaugung in Bruchstein-Staumauern
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Die vor mehr als 100 Jahren gebauten Staumauern des Ruhrverbands wurden nach den Plänen von Prof. Intze mit groben Bruchsteinen und einem Trassmörtel hergestellt. Ende des letzten Jahrhunderts sanierte der Ruhrverband diese Staumauern, indem ein Kontrollstollen und ein Drainagesystem in die Mauern vorgetrieben wurden. Hierdurch wird ein Teil des Mauerkörpers zwischen der Wasserseite und der Ebene der Drainagen planmäßig durchströmt. Nach mehreren Jahrzehnten Betrieb untersuchte der Ruhrverband zusammen mit der ETH Zürich, wie die ständige Durchströmung auf den Trassmörtel wirkt.
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Die vor mehr als 100 Jahren gebauten Staumauern des Ruhrverbands wurden nach den Plänen von Prof. Intze mit groben Bruchsteinen und einem Trassmörtel hergestellt. Ende des letzten Jahrhunderts sanierte der Ruhrverband diese Staumauern, indem ein Kontrollstollen und ein Drainagesystem in die Mauern vorgetrieben wurden. Hierdurch wird ein Teil des Mauerkörpers zwischen der Wasserseite und der Ebene der Drainagen planmäßig durchströmt. Nach mehreren Jahrzehnten Betrieb untersuchte der Ruhrverband zusammen mit der ETH Zürich, wie die ständige Durchströmung auf den Trassmörtel wirkt.
Trag- und Verformungsverhalten einer 100-jährigen Gewichtsstaumauer
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Standsicherheitsberechnungen für bestehende Staumauern erfolgen heute auf der Basis der Finiten-Element-Methode unter Beachtung des nichtlinearen Materialverhaltens. Vorgestellt werden Ergebnisse einer solchen statischen Analyse an der über 100 Jahre alten Eder-Staumauer. Neben den Untersuchungen zum Nachweis des normenseitig geforderten, rechnerischen Standsicherheitsniveaus werden auch das Verhalten unter Gebrauchslasten und die Simulation der Bruchzustände beschrieben. Es erfolgt eine Gegenüberstellung mit Verformungswerten geodätischer Präzisionsmessungen.
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Standsicherheitsberechnungen für bestehende Staumauern erfolgen heute auf der Basis der Finiten-Element-Methode unter Beachtung des nichtlinearen Materialverhaltens. Vorgestellt werden Ergebnisse einer solchen statischen Analyse an der über 100 Jahre alten Eder-Staumauer. Neben den Untersuchungen zum Nachweis des normenseitig geforderten, rechnerischen Standsicherheitsniveaus werden auch das Verhalten unter Gebrauchslasten und die Simulation der Bruchzustände beschrieben. Es erfolgt eine Gegenüberstellung mit Verformungswerten geodätischer Präzisionsmessungen.
„Das Kompetenzzentrum Spurenstoffe Baden-Württemberg hat die Entnahme von Spurenstoffen aus dem Abwasser im Fokus“
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Das Kompetenzzentrum Spurenstoffe – KomS – sammelt und bündelt in Baden-Württemberg Wissen und Betriebserfahrungen zu den Themen Spurenstoffe wie Arzneimittel oder hormonell wirksame Substanzen im Abwasser und möglichen Verfahrenstechniken zu deren Elimination. WASSER UND ABFALL sprach mit seinem Leiter Herrn Dr. Steffen Metzger über Ziele und Aktivitäten des Kompetenzzentrums.
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Das Kompetenzzentrum Spurenstoffe – KomS – sammelt und bündelt in Baden-Württemberg Wissen und Betriebserfahrungen zu den Themen Spurenstoffe wie Arzneimittel oder hormonell wirksame Substanzen im Abwasser und möglichen Verfahrenstechniken zu deren Elimination. WASSER UND ABFALL sprach mit seinem Leiter Herrn Dr. Steffen Metzger über Ziele und Aktivitäten des Kompetenzzentrums.
Phosphonate als Bestandteil der gelösten organischen und partikulären Phosphorfraktion in Kläranlagen
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Strenger werdende Umweltziele erfordern eine genauere Betrachtung der Phosphoremissionen. Phosphonate sind aufgrund des breiten industriellen und häuslichen Einsatzes ein wichtiger Abwasserbestandteil. Die Umweltrelevanz von Phosphonaten und mögliche Eliminationsmaßnahmen werden vorgestellt.
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Strenger werdende Umweltziele erfordern eine genauere Betrachtung der Phosphoremissionen. Phosphonate sind aufgrund des breiten industriellen und häuslichen Einsatzes ein wichtiger Abwasserbestandteil. Die Umweltrelevanz von Phosphonaten und mögliche Eliminationsmaßnahmen werden vorgestellt.
