Wasserwirtschaft 1-2 / 2011


Impulswellen infolge Lawineneinsto√ü in den Speicher K√ľhtai
Dipl.-Ing. Helge Fuchs, Dr. Michael Pfister, Prof. Dr. Robert Boes, Dr.-Ing. Sebastian Perzlmaier, Dr. Robert Reindl
Als Ausbau der bestehenden Kraftwerksgruppe Sellrain-Silz wird durch die TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG der Neubau des Jahresspeichers K√ľhtai geplant. Dabei sind zwei potenzielle Naturereignisse ermittelt worden, welche gem√§√ü einer rechnerischen Absch√§tzung im gef√ľllten Speicher Impulswellen mit allf√§lligem Schadenspotenzial erzeugen k√∂nnten. Die VAW wurde daher beauftragt, ausgew√§hlte schneelawinen- und felssturzinduzierte Impulswellen im physikalischen Modell zu generieren und deren Propagation sowie Auflaufen zu untersuchen. Es wurde gezeigt, dass die ma√ügebenden Impulswellen die Dammkrone im Modell nicht zu √ľberschwappen verm√∂gen.
Eutrophierungserscheinungen als Ursache von Defiziten des ökologischen Zustands der Mittelgebirgsfließgewässer?
Dipl.-Biol. Dr. Wilfried Scharf
Die Bedeutung von Eutrophierungsprozessen als Ausdruck und Ursache f√ľr Defizite des √∂kologischen Zustands von Mittelgebirgsflie√ügew√§ssern und damit die Zielerreichung eines guten √∂kologischen Zustands wird dargestellt. Aus diesen Betrachtungen heraus gr√ľndet sich die Notwendigkeit der Einf√ľhrung eines ad√§quaten Monitoring- und Bewertungsverfahrens, um gew√§sserg√ľterelevante Eutrophierungserscheinungen von Mittelgebirgsflie√ügew√§ssern bewerten und ausweisen zu k√∂nnen. Eine effiziente Ma√ünahmenplanung zur erfolgreichen Re-Oligotrophierung von Mittelgebirgsflie√ügew√§ssern kann nur auf der Grundlage eines ganzheitlichen, √∂kosystemar begr√ľndeten Ansatzes, welcher √ľber die Phosphor-Bewirtschaftung hinausgeht, erfolgen. Voraussetzung hierf√ľr ist ein st√§rker prozessbasiertes Verst√§ndnis des zugrunde liegenden multifaktoriellen Ursache- / Wirkungsgef√ľges.
Analyse von Fließgeschwindigkeiten und Abflusstiefen auf verschiedenen Typen von Blockrampen
Dipl.-Ing. Markus Studer, Prof. Dr. Dipl.-Ing. Anton Schleiss
Blockrampen werden oftmals als Ersatz f√ľr Schwellen und Abst√ľrze eingesetzt, um gef√§hrlichen Sohlenerosionen entgegenzuwirken und die Fischwanderung zu erleichtern. Um die Durchg√§ngigkeit f√ľr Forellen zu gew√§hrleisten, m√ľssen bestimmte hydraulische Kriterien erf√ľllt sein. Systematische Laborversuche und Feldmessungen auf verschiedenen Typen von Blockrampen haben gezeigt, dass monotone Blockrampen die Kriterien der Forellenmigration nur selten erf√ľllen. Strukturierte Blockrampen hingegen k√∂nnen bis zu spezifischen Abfl√ľssen von 1 m3/(s ¬∑ m) bzw. 2 m3/(s ¬∑ m) auch bei einer Neigung von 10 % bzw. 6 % noch durchg√§ngig sein.
Aktuelle Entwicklungen bei der Errichtung organismenpassierbarer Querbauwerke ‚Äď Gew√§sser√∂kologie und Hydraulik
Mag. Melanie Ullmann
Das historisch und fachlich bedingte Spannungsfeld zwischen Technik und √Ėkologie im Wasserbau beinhaltet gleichzeitig ein immenses Potenzial zur konstruktiven Zusammenarbeit. Voraussetzung daf√ľr sind Gespr√§chsbereitschaft, Eingehen auf Zwangspunkte der verschiedenen Disziplinen, Bauerfahrung und der Mut zu innovativen Ma√ünahmen. Aktuelle Vorgaben f√ľr Planung und Bau von aufgel√∂sten Rampen zur Wiederherstellung des Gew√§sserkontinuums bieten Entscheidungshilfen f√ľr Bauwerkswahl, Planung und Konstruktion auf der Basis des Gew√§sserleitbildes entsprechend der Standards der Bauwerkssicherheit und den Leistungsdaten aus der Fisch√∂kologie.
Der Merowe-Staudamm und dessen Wasserkraftwerk im Sudan
Egon Failer, Mohamed Ahmed El-Hadari, Mutaz Musa Abdalla Salim
Der Merowe-Staudamm und das dazugeh√∂rige Wasserkraftwerk liegen am Nil, ca. 350 km n√∂rdlich von Khartum und ca. 550 km stromaufw√§rts vom Assuan Staudamm in √Ągypten. Die Mehrzweckanlage dient der Stromerzeugung durch die zehn Maschinens√§tze der 1 250 MW Wasserkraftanlage, der Bew√§sserung von landwirtschaftlichen Ackerfl√§chen (ca. 380 000 ha) und dem Hochwasserschutz. Im Jahr 2010 erzeugte das Merowe-Wasserkraftwerk mehr als 60 % des Stromverbrauchs im Sudan. Weiterhin wird der Merowe-Staudamm die Sedimentablagerung im Assuan-Stausee erheblich reduzieren. Da mehr als 90 % des Stausees W√ľstengebiete √ľberschwemmen, gingen ‚Äěnur‚Äú ca. 6 000 ha landwirtschaftliche Fl√§chen verloren. Die dadurch resultierende geringe Menge an Biomasse im Speicherraum reduziert die CO2- Emission aus dem Speichersee auf ein Minimum.
Hydrologie, Sedimentation und Stauraumbewirtschaftung des Merowe-Projektes
Dr.-Ing. Jens Mödinger, Dipl.-Ing. Christoph Grass, Eng. Abdelrahman Saghayroon Elzein
Der Nil ist nicht nur einer der l√§ngsten Fl√ľsse der Welt, sondern z√§hlt auch zu den Fl√ľssen mit den h√∂chsten Sedimentfrachten. Neben der Analyse der Abflusscharakteristik, die sich aufgrund der drei ma√ügebenden Hauptarme des Nils sehr differenziert darstellt, stellte die Erhebung und Modellierung der Sedimentationsvorg√§nge ober- und unterstrom des Dammes eine wichtige Basis f√ľr die Aufstellung der Regeln zur Stauraumbewirtschaftung dar. Der Artikel gibt einen kurzen √úberblick √ľber die wesentlichen Aspekte und Herausforderungen dieser Aufgaben.
Besondere logistische Herausforderungen beim Bau des Merowe-Staudammes
Dipl.-Ing. Rudolf Ross, Dipl.-Ing. Thomas Richter, Dr. Ahmed El Tayeb
Die Anforderungen an die Realisierung eines Infrastrukturprojektes wie des Merowe-Staudammes im Sudan unterschieden sich erheblich von denen eines Gro√üprojektes in Europa. Die Entfernungen im Lande, Kommunikationsmittel, rechtzeitige Beschaffung von Material und Ausr√ľstung, der Mangel an Fachkr√§ften sowie Unterbringung und Versorgung von bis zu 6 500 Personen waren von den beteiligten Unternehmen w√§hrend der Bauzeit stets zu bedenken. Lahmeyer International (LI) wurde vom Bauherrn DIU als Ingenieur unter anderem f√ľr die Erstellung des Projektentwurfs, die vertragliche Abwicklung und Bau√ľberwachung beauftragt ‚Äď Ingenieuraufgaben, die sich am Merowe-Staudamm deutlich von vergleichbaren T√§tigkeiten in Europa unterschieden, nicht nur in Bezug auf die vertraglichen Aufgaben, sondern auch im Hinblick auf die Qualit√§tssicherung im Bereich Betonbau und Dammsch√ľttung.
Grundlegende Aspekte f√ľr den Entwurf des Krafthauses und der Hochwasserentlastungsanlage des Merowe-Staudammes
Dr.-Ing. Jens-Uwe Wiesemann, Dipl.-Ing. Jörg Weber, Bahaeldeen A. Zaid
Der vorliegende Artikel gibt am Beispiel des Merowe-Staudammes einen Einblick in die hydraulischen Berechnungen, die f√ľr ein Wasserkraftprojekt mit einer installierten Leistung von 1 250 MW und einem Mehrzweckspeicher an einem Fluss wie dem Nil erforderlich werden. Er beleuchtet die baubegleitende Entwurfsplanung und spannt den Bogen von der hydraulischen Auslegung √ľber die hydraulischen Modellversuche bis hin zu der Umsetzung in der baureifen Planung. Ziel der hydraulischen Berechnungen ist es, einen sicheren und wirtschaftlichen Entwurf f√ľr alle m√∂glichen Betriebszust√§nde zu gew√§hrleisten, der die Gefahr von Sch√§den am Bauwerk und f√ľr die Bev√∂lkerung vermeidet. Bei allen Sicherheitsaspekten, die bei der Planung mit h√∂chster Priorit√§t ber√ľcksichtigt wurden, mussten zus√§tzlich der wirtschaftliche Betrieb der Anlage und die Baukosten Ber√ľcksichtigung finden. Dies schlie√üt auch die konstruktive Umsetzbarkeit der aus hydraulischen Gesichtspunkten erforderlichen Entwurfskriterien ein. Die R√ľckmeldung der Versuchsergebnisse, die Ber√ľcksichtigung der tats√§chlich angetroffenen geologischen Gegebenheiten sowie die Entw√ľrfe der unterschiedlichen Lieferanten der maschinen- und elektrotechnischen Ausr√ľstung flie√üen letztendlich in der baureifen Planung zusammen.
Entwurf und Ausf√ľhrung der Steinsch√ľttd√§mme und der Schlitzwand des Merowe-Projektes
Dipl.-Ing. Thomas Ehrhardt, Dipl.-Ing. Dr. techn. Yannick Scheid, Dr. Ahmed El Tayeb
Dieser Beitrag beschreibt die Herausforderungen beim Bau der 9,7 km langen Steinsch√ľttd√§mme des Merowe-Projektes. Im Flussbett mit teilweise sehr m√§chtigen und durchl√§ssigen Sand- und Kiesablagerungen kam ein 880 m langer und bis zu 74 m hoher Steinsch√ľttdamm mit Erdkerndichtung zur Ausf√ľhrung, der im Untergrund durch eine Schlitzwand abgedichtet wurde. Au√üerhalb des Flussbettes steht der Fels oberfl√§chennah an. In diesen Bereichen wurde links und rechts ein Steinsch√ľttdamm mit Betonoberfl√§chendichtung errichtet. Diese D√§mme haben eine L√§nge von insgesamt fast 6 km und eine maximale H√∂he von 56 m. Den Abschluss bilden zwei 18 m hohe Steinsch√ľttd√§mme mit Erdkerndichtung.
Koordination und Durchf√ľhrung der zeitgleichen Inbetriebnahme der 1 400-MVA-Wasserkraftanlage Merowe und des 500-kV-H√∂chstspannungsnetzes
MSc Ralf Bucher, Dipl.-Ing. Heinz Meschitz
Die erfolgreiche Netzintegration der Wasserkraftanlage Merowe markiert eine neue √Ąra in der sudanesischen Elektroenergieversorgung. Mit 1 400 MVA installierter Leistung stellt die Anlage die zentrale Erzeugungseinheit innerhalb des neuen 500-kV-√úbertragungsnetzes dar. Die Notwendigkeit der zeitgleichen Inbetriebnahme der Maschinensatze sowie des H√∂chstspannungsnetzes erforderte eine strategische Zeitplanung sowie das Management komplexer technisch-organisatorischer Zusammenh√§nge.
Betrieb und Wartung der Wasserkraftanlage Merowe
B. Sc. Martin Brown, Dipl.-Ing. Dr. techn. Yannick Scheid, Dr.-Ing. Jens Mödinger
Mit dem Merowe-Mehrzweckprojekt wurde 2009 am Nil eine Wasserkraftanlage in Betrieb genommen, die in ihrer Komplexit√§t einen Meilenstein f√ľr das fl√§chengr√∂√üte Land Afrikas darstellt. Der Damm deckt seit der Inbetriebnahme im Jahre 2009 mehr als 60 % des Gesamtstrombedarfs und tr√§gt so ma√ügeblich zur wirtschaftlichen Entwicklung des Landes bei. Der Betrieb und die Wartung der Anlage sowie die Bewirtschaftung des Speichersystems haben eine besondere Bedeutung, um die Wasserressourcen auch zuk√ľnftig optimal, zuverl√§ssig und nachhaltig zu nutzen. Es bestehen hohe Anforderungen, um diese Ziele in der weit abgelegenen W√ľstenregion von Merowe dauerhaft zu realisieren. Der Beitrag stellt ein Projekt vor, das neben dem notwendigen Knowhow-Transfer auch das Ziel verfolgt, die besondere Bedeutung nachhaltigen Wirtschaftens mit der hochkomplexen Wasserkraftanlage zu f√∂rdern. Im Folgenden werden einzelne Elemente des Betriebs, der Speicherbewirtschaftung, der Anlagen√ľberwachung, der Wartung, der Unterhaltung und der Ausbildung vorgestellt.
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