Wasserwirtschaft 01-02/2014
| Ermittlung von Bemessungsabflüssen in hochalpinen Einzugsgebieten am Beispiel der projektierten Wasserfassungen Venter und Gurgler Ache Dipl.-Ing. Dr. Stefan Achleitner, Mag. Johannes Schöber, Dipl.-Ing. Dr. techn. Helmut Schönlaub Am Beispiel der Wasserfassungen Venter und Gurgler Ache wird die Ermittlung von Bemessungshochwässern im alpinen Raum vorgestellt. Hydrologische Modellierung und statistischen Verfahren werden dabei kombiniert. Dem Systemzustand des Einzugsgebiets (Schneebedeckungsgrad und Schneewasseräquivalent) wird dabei speziell Rechnung getragen. Unterschiedliche, aus der Langzeitmodellierung abgeleitete Schneebedeckungszustände bilden die Grundlage zur Szenarien-Bildung für kritische Vorbedingungen. |
| Bajo-Frio – Herausforderung für Andritz Hydro in Panama Dipl.-Ing. (FH) Michael Schilling Der Neubau zweier baugleicher Wasserkraftwerke an Chiriqui Viejo River in Panama stellt hohe Anforderungen an Transport und Betrieb. Alleine der Transport der Turbinen über 9 000 Kilometer stellt die Projektbeteiligten vor eine große Herausforderung. Nach Fertigstellung der Kraftwerke wird die Jahresstromproduktion aus Wasserkraft in Panama um 6,5 Prozent erhöht. |
| Die Einbindung der Ennepetalsperre in das Erdbebenalarmsystem NRW Prof. Dr.-Ing. Volker Bettzieche, Dr. Klaus Lehmann Der Ruhrverband betreibt gemeinsam mit dem Geologischen Dienst NRW eine Erdbebenstation an der Ennepestaumauer. Die Staumauer besitzt durch eine nachträgliche Erhöhung von 10 m eine für dynamische Belastungen ungünstige Geometrie und ist daher potenziell sensibel für Erdbebeneinwirkungen. Die Messstation ist in das neue Erdbebenalarmsystem NRW (EAS NRW) eingebunden. Dieses System registriert mit seinen 14 Messstationen die lokale Erdbebentätigkeit mit einer automatisierten Auswertung. Redundante Übertragungskanäle gewährleisten die Funktionalität des Systems. |
| Analyse des Verhaltens einer 100-jährigen Talsperre vor und bei Entleerung, Sanierung und Probestau Dipl.-Ing. Carsten Cherubim Die Talsperre Klingenberg, der Wasserlieferant Dresdens, wurde seit 2006 komplex saniert. In 2012 erfolgte der Probestau. Es liegen langjährige Messreihen der Bauwerksüberwachung vor. Für den Probestau war es notwendig, Erwartungsbereiche und Grenzwerte festzulegen. Die Ergebnisse der Verhaltensanalyse werden für drei Betriebsphasen dargestellt und interpretiert. Sohlenwasserdruckgrenzwerte wurden beim Probestau überschritten. Die Mauerkrone bewegte sich während der Sanierung um 3 mm zur Wasserseite. Die Erfahrungen der Bauwerksüberwachung werden zusammengefasst. |
| Verlandung und Lebensdauer von Talsperren Dr.-Ing. Michael Detering, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf Talsperren gelten als besonders nachhaltige und langlebige Infrastrukturen. Tatsächlich sind viele Stauräume jedoch durch teils erhebliche Sedimentation und Verlandung in ihrem Betriebsbereich eingeschränkt oder sogar in ihrer Funktion bedroht. Gleichzeitig kommt es durch Sedimentmangel stromabwärts zu erheblichen Erosionsschäden. Deshalb stellen Kritiker bisweilen sogar die Sinnfrage bei der Erweiterung bestehender oder beim Bau neuer Stauwerke. |
| Hydrotoxikologie – Eine Methodik zur Bewertung schadstoffbelasteter Sedimente in Stauseen Dipl.-Ing. Catrina Cofalla, Dipl.-Ing. Stefanie Lorke, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf, Dipl.-Biol. Sebastian Hudjetz, B. Sc. Hannah Schaffrath Im Rahmen von Unterhaltungsmaßnahmen zur Wiederbereitstellung sedimentierter Speichervolumina an Talsperren können Ökosysteme der Speicherbecken und unterstromiger Flussabschnitte durch Resuspension schadstoffbelasteter Sedimente geschädigt werden. Zur Abschätzung umweltrelevanter Folgen wurden Experimente mit Natursediment und Fischen durchgeführt. Der Ansatz verknüpft hydrodynamische, morphodynamische und ökotoxikologische Methoden. Die Kombination der Expertisen ermöglicht die Entwicklung der hydrotoxikologischen Methodik im Bereich des nachhaltigen Sedimentmanagements. |
| Auswirkung des Klimawandels auf die Talsperren der Eifel-Rur Dr.-Ing. Gerd Demny, Dr.-Ing. Torsten Rose, Dipl.-Ing. Matthias Kufeld, Dipl.-Ing. Benjamin Sinaba, Dipl.-Ing. Bernd Hausmann Die Talsperren der Nordeifel dienen vor allem dem Hochwasserschutz und der Versorgung der Region mit Trink- und Brauchwasser. Im Zuge eines europäischen INTERREG-IVB-NWE-Projekts wurde untersucht, welche Auswirkung der Klimawandel auf die Talsperrenwirtschaft haben könnte. |
| Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherwerken am Spotmarkt Dr. Maik Günther In dieser Arbeit wird die Wirtschaftlichkeit zweier Pumpspeicherwerke am Spotmarkt bewertet. Hierzu kommen zwei Modelle zum Einsatz, die eine fundamentale Preiszeitreihe in stündlicher Auflösung nutzen. Es zeigt sich, dass keines der beiden Pumpspeicherwerke bei einer angemessenen Rendite wirtschaftlich ist. Daher wird aufgezeigt, welche Rahmenbedingungen für eine positive Investitionsentscheidung bestehen müssten. |
| Die Instandsetzung der Staumauer der Talsperre Klingenberg Dipl.-Ing. Holger Haufe, Dipl.-Ing. Thomas Wollenhaupt Zwischen 1908 und 1914 wurde an der Wilden Weißeritz in Sachsen das Absperrbauwerk der Talsperre Klingenberg als Gewichtsstaumauer aus Bruchsteinen mit Intze-Keil errichtet. Die Talsperre hat große Bedeutung für die Rohwasserversorgung der Region und der Landeshauptstadt Dresden sowie für den Hochwasserschutz. Durch alterungsbedingten Verschleiß nach über 90-jährigem Betrieb und hochwasserbedingte Schäden aus dem Extremereignis von 2002 bestand erheblicher Sanierungsbedarf. Das Staubauwerk wurde deshalb im Rahmen der Komplexsanierung seit 2006 instand gesetzt. |
| 16. Internationales Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke 2013 in Luzern Dr.-Ing. Stephan Heimerl, Dipl.-Ing. Heribert Meyer Das diesjährige Internationale Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke am 19. und 20. September in Luzern, Schweiz, wurde von der überwältigenden Zahl von knapp 300 Wasserkraftinteressierten aus dem deutschsprachigen Raum besucht. Dieser enorme Zuspruch bestätigt das Konzept dieser nun zum 16. Mal vom Ostbayerischen Technologie-Transfer-Institut e. V. (OTTI), Regensburg, organisierten und vom Fachbeirat inhaltlich ausgestalteten Veranstaltung. |
| Entwurf des Pumpspeicherkraftwerks Lagobianco Dr.-Ing. Klaus Möller, Dipl.-Ing. Roberto Ferrari Mit der ständig wachsenden Einspeisung erneuerbarer Energien insbesondere aus Sonnen- und Windkraft in das europäische Verbundnetz wird es zunehmend wichtig, dass auch die Möglichkeit zur Energiespeicherung im Netz vorhanden ist. Nach heutigem Stand der Technik stellen Pumpspeicherkraftwerke die bewährteste Methode dar, große Energiemengen zu speichern und schnell wieder ins Netz einzuspeisen. In diesem Aufsatz wird der Entwurf des Pumpspeicherkraftwerks Lagobianco im Südosten der Schweiz mit seinen teilweise außergewöhnlichen Anlagenmerkmalen vorgestellt. |
| Erfahrungen und langfristiger Nutzen aus der vertieften Überprüfung Dipl.-Ing. Sebastian Kollar Als Folge der neuen DIN 19 700 wurde beim Wupperverband mit der vertieften Überprüfung begonnen. Dabei bildete die Bever-Talsperre den Anfang. Hierbei konnten wichtige Erkenntnisse gesammelt und Synergien zwischen einzelnen Fachbereichen generiert werden, die bereits bei den nachfolgenden vertieften Überprüfungen, wie an der Wupper-Talsperre, genutzt werden können. Einige Teilprojekte können in diesem Zuge für alle Anlagen des Wupperverbandes gemeinsam abgearbeitet werden. Die Erfahrungen und der langfristige Nutzen sollen an Beispielen aus der Praxis erläutert werden. |
| Teilerneuerung der Asphaltbetonaußendichtung der Obernautalsperre Dipl.-Ing. Martin Lengfeld, Das Absperrbauwerk der Obernautalsperre ist ein rund 60 m hoher Steinschüttdamm mit Asphaltbetonaußendichtung. Die Dichtung wies im oberen Bereich Schäden auf, die eine Teilerneuerung der Dichtung bei Aufrechterhaltung der Rohwasserversorgung aus der Talsperre erforderte. |
| Planung und Bau Sturmflutsperrwerk Greifswald Dipl.-Ing. Christian Lettner Mit der Auftragserteilung im Oktober 2010 begannen die Bauarbeiten am Sperrwerk Greifswald. Bis 2015 entsteht hier das erste Sturmflut Sperrwerk an der deutschen Ostseeküste. Nachfolgend werden die Planung, Ausschreibung und Baudurchführung des Vorhabens erläutert. |
| Chancen und Risiken untertägiger Pumpspeicherwerke in Steinkohlebergwerken im Ruhrrevier Prof. Dr.-Ing. André Niemann, Prof. Dr. Ulrich Schreiber, Prof. Dr.-Ing. Eugen Perau, Prof. Dr.-Ing. Marco K. Koch Mit dem Auslaufen des Steinkohlenbergbaus in 2018 im Ruhrgebiet hinterlässt der Bergbau eine umfangreiche Infrastruktur. Schachttiefen von bis zu 1.200 m, zahlreiche Ausbauten in der Tiefe und eine großräumige Wasserhaltung eröffnen ggf. Perspektiven für eine Folgenutzung als untertägiges Pumpspeicherwerk. Ein Verbundvorhaben widmet sich ergebnisoffen der Ermittlung dabei zu berücksichtigender Aspekte. Der Beitrag verdeutlicht die angetroffenen Rahmenbedingungen. |
| Überprüfung der zukünftigen Leistung eines Talsperrensystems mittels Mehrzieloptimierung Dipl.-Hyd. Ruben Müller Die zukünftige Leistungsfähigkeit eines Talsperrensystems in Deutschland soll in dieser Studie für zwei projizierte Szenarien des Klimawandels mit der Leistungsfähigkeit unter rezenten Bedingungen verglichen werden. Unter Beachtung mehrerer, teilweise konträrer Bewirtschaftungsziele werden hierfür zunächst optimal angepasste Bewirtschaftungsstrategien durch eine Mehrzieloptimierung ermittelt. Die Auswertung und Darstellung aller Ergebnisse erfolgt durch ein sogenanntes Level-Diagramm. |
| GIS-basierte Standortsuche für Pumpspeicherwerke in Norwegen Dipl.-Geograph Torsten Pöhler, Dr.-Ing. Patrick Schäfer Im Rahmen einer Studie wurde ein weitestgehend automatisiertes Verfahren zur Standortidentifizierung von Pumpspeicherwerken (PSW) mit gleichzeitiger Bewertung der Standorte und Investitionsabschätzung entwickelt. Dieses Verfahren ermöglicht auf der Basis von Analysen in einem Geografischen Informationssystem (GIS) eine effiziente Identifizierung und einen effizienten Vergleich von Standorten in einem großen Suchraum. In der Studie wurde dieses weiterentwickelte System für Norwegen angewendet. |
| Nutzung vorhandener Speicherbecken beim Projekt PSW Waldeck 2+ Dipl.-Ing. Martin Rau Bei der Planung des Pumpspeicherkraftwerks (PSW) Waldeck 2 in den 1960er Jahren waren ein zukünftiger Ausbau der Anlage bereits berücksichtigt und die Becken darauf ausgelegt worden. Wesentliche vorhandene Anlagenteile können deshalb beim geplanten Erweiterungsprojekt Waldeck 2+ genutzt werden. Mit relativ einfachen baulichen und betrieblichen Maßnahmen kann die Speicherkapazität des vorhandenen Oberbeckens um rund 450 000 m³ (ca. 11 %) vergrößert werden. Beim Unterbecken ist eine Anpassung von Stau- und Absenkziel vorgesehen. |
| Simulation und Steuerung der Wasserabgabe des Talsperrensystems des Flusses Rimac in Peru M. Sc. Gloria Robleto, Dr. Manfred Schütze, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar, Ing. Edy Godoy, Das komplexe Talsperrensystem (21 Speicher) im Einzugsgebiet des Flusses Rimac hat große Bedeutung für die Deckung der Wasserversorgung (78 %) der Megastadt Lima (8,5 Mio. Einwohner), der Energieversorgung von Peru (11 %) und der regionalen landwirtschaftlichen Wasserversorgung. Die Speicher werden während der Regenzeit gefüllt und die Wasserabgaben fortwährend manuell so eingestellt, dass über die Trockenzeit eine konstante Versorgung gewährleistet ist. Der Beitrag stellt an diesem Beispiel einen neuen, leicht zu implementierenden Ansatz zur Steuerung der Wasserabgabe vor. |
| Unterirdische Pumpspeicherwerke – eine Alternative? Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Elena Pummer Die Planung und der Bau von Pumpspeicherwerken werden heutzutage durch Landnutzungskonflikte erschwert. Als Alternative bieten sich u. a. unterirdische Pumpspeicherwerke an, deren Machbarkeit bislang jedoch weder technisch, wirtschaftlich noch rechtlich ausreichend untersucht wurde. In einem ersten Schritt wurden daher die hydraulischen Prozesse für verschiedene Geometrien auf der Grundlage einer hybriden Modellierung als eine wesentliche Schlüsselrandbedingung für eine mögliche technische Machbarkeit analysiert. |
| Bewertung der Hochwasserschutzwirkung und des Restrisikos von Speichern mit multivariaten Ansätzen Dr. Markus Schulte, Prof. Dr. Andreas Schumann Die Beurteilung von Hochwasserrückhaltungen erfolgt meist auf Grundlage einzelner Bemessungsereignisse. Derartige Ansätze können die Vielfalt möglicher Belastungsszenarien nicht repräsentieren. Insbesondere die Analyse der Schutzwirkung durch Speicher, die im Verbund bewirtschaftet werden, erfordert die umfassende Berücksichtigung raum-zeitlicher Verteilungen der hydrologischen Belastungsgrößen. Der Beitrag zeigt mit Hilfe von Anwendungsbeispielen hierzu geeignete Ansätze auf Grundlage der multivariaten Statistik. |
| Die Fertigstellung der Talsperre Leibis/Lichte: Nutzung natürlicher Potenziale und Bewirtschaftung im Sinne einer hohen Trinkwasserqualität Dipl.-Biol. Hartmut Willmitzer Im Jahr 2010 wurde der Probestau der Talspere Leibis/Lichte abgeschlossen. Auf diese Weise wurde die Grundlage für eine sichere Versorgung Ostthüringens mit Fernwasser geschaffen. Technische Steuerelemente, ein großes Beckenvolumen und die Nutzung ökologischer Prozesse sichern bereits eine hohe Rohwasserqualität. Dadurch werden im Vorfeld die Risiken von Beeinträchtigungen der Trinkwasserqualität durch Verunreinigungen oder klimainduzierte Ereignisse reduziert und Voraussetzungen zur Minimierung des Aufbereitungsaufwandes geschaffen. |
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