Wasserwirtschaft 01-02/2014


Ermittlung von Bemessungsabfl√ľssen 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 Bemessungshochw√§ssern im alpinen Raum vorgestellt. Hydrologische Modellierung und statistischen Verfahren werden dabei kombiniert. Dem Systemzustand des Einzugsgebiets (Schneebedeckungsgrad und Schneewasser√§quivalent) wird dabei speziell Rechnung getragen. Unterschiedliche, aus der Langzeitmodellierung abgeleitete Schneebedeckungszust√§nde bilden die Grundlage zur Szenarien-Bildung f√ľr kritische Vorbedingungen.
Bajo-Frio ‚Äď Herausforderung f√ľr 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 √ľber 9 000 Kilometer stellt die Projektbeteiligten vor eine gro√üe Herausforderung. Nach Fertigstellung der Kraftwerke wird die Jahresstromproduktion aus Wasserkraft in Panama um 6,5 Prozent erh√∂ht.
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 nachtr√§gliche Erh√∂hung von 10 m eine f√ľr dynamische Belastungen ung√ľnstige Geometrie und ist daher potenziell sensibel f√ľr Erdbebeneinwirkungen. Die Messstation ist in das neue Erdbebenalarmsystem NRW (EAS NRW) eingebunden. Dieses System registriert mit seinen 14 Messstationen die lokale Erdbebent√§tigkeit mit einer automatisierten Auswertung. Redundante √úbertragungskan√§le gew√§hrleisten die Funktionalit√§t 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 langj√§hrige Messreihen der Bauwerks√ľberwachung vor. F√ľr den Probestau war es notwendig, Erwartungsbereiche und Grenzwerte festzulegen. Die Ergebnisse der Verhaltensanalyse werden f√ľr drei Betriebsphasen dargestellt und interpretiert. Sohlenwasserdruckgrenzwerte wurden beim Probestau √ľberschritten. Die Mauerkrone bewegte sich w√§hrend der Sanierung um 3 mm zur Wasserseite. Die Erfahrungen der Bauwerks√ľberwachung werden zusammengefasst.
Verlandung und Lebensdauer von Talsperren
Dr.-Ing. Michael Detering, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Sch√ľttrumpf
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 ‚Äď Eine Methodik zur Bewertung schadstoffbelasteter Sedimente in Stauseen
Dipl.-Ing. Catrina Cofalla, Dipl.-Ing. Stefanie Lorke, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Sch√ľttrumpf, Dipl.-Biol. Sebastian Hudjetz, B. Sc. Hannah Schaffrath
Im Rahmen von Unterhaltungsma√ünahmen zur Wiederbereitstellung sedimentierter Speichervolumina an Talsperren k√∂nnen √Ėkosysteme der Speicherbecken und unterstromiger Flussabschnitte durch Resuspension schadstoffbelasteter Sedimente gesch√§digt werden. Zur Absch√§tzung umweltrelevanter Folgen wurden Experimente mit Natursediment und Fischen durchgef√ľhrt. Der Ansatz verkn√ľpft hydrodynamische, morphodynamische und √∂kotoxikologische Methoden. Die Kombination der Expertisen erm√∂glicht 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 G√ľnther
In dieser Arbeit wird die Wirtschaftlichkeit zweier Pumpspeicherwerke am Spotmarkt bewertet. Hierzu kommen zwei Modelle zum Einsatz, die eine fundamentale Preiszeitreihe in st√ľndlicher Aufl√∂sung nutzen. Es zeigt sich, dass keines der beiden Pumpspeicherwerke bei einer angemessenen Rendite wirtschaftlich ist. Daher wird aufgezeigt, welche Rahmenbedingungen f√ľr eine positive Investitionsentscheidung bestehen m√ľssten.
Die Instandsetzung der Staumauer der Talsperre Klingenberg
Dipl.-Ing. Holger Haufe, Dipl.-Ing. Thomas Wollenhaupt
Zwischen 1908 und 1914 wurde an der Wilden Wei√üeritz in Sachsen das Absperrbauwerk der Talsperre Klingenberg als Gewichtsstaumauer aus Bruchsteinen mit Intze-Keil errichtet. Die Talsperre hat gro√üe Bedeutung f√ľr die Rohwasserversorgung der Region und der Landeshauptstadt Dresden sowie f√ľr den Hochwasserschutz. Durch alterungsbedingten Verschlei√ü nach √ľber 90-j√§hrigem Betrieb und hochwasserbedingte Sch√§den 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 diesj√§hrige Internationale Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke am 19. und 20. September in Luzern, Schweiz, wurde von der √ľberw√§ltigenden Zahl von knapp 300 Wasserkraftinteressierten aus dem deutschsprachigen Raum besucht. Dieser enorme Zuspruch best√§tigt 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 st√§ndig wachsenden Einspeisung erneuerbarer Energien insbesondere aus Sonnen- und Windkraft in das europ√§ische Verbundnetz wird es zunehmend wichtig, dass auch die M√∂glichkeit zur Energiespeicherung im Netz vorhanden ist. Nach heutigem Stand der Technik stellen Pumpspeicherkraftwerke die bew√§hrteste Methode dar, gro√üe Energiemengen zu speichern und schnell wieder ins Netz einzuspeisen. In diesem Aufsatz wird der Entwurf des Pumpspeicherkraftwerks Lagobianco im S√ľdosten der Schweiz mit seinen teilweise au√üergew√∂hnlichen Anlagenmerkmalen vorgestellt.
Erfahrungen und langfristiger Nutzen aus der vertieften √úberpr√ľfung
Dipl.-Ing. Sebastian Kollar
Als Folge der neuen DIN 19 700 wurde beim Wupperverband mit der vertieften √úberpr√ľfung 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 √úberpr√ľfungen, wie an der Wupper-Talsperre, genutzt werden k√∂nnen. Einige Teilprojekte k√∂nnen in diesem Zuge f√ľr alle Anlagen des Wupperverbandes gemeinsam abgearbeitet werden. Die Erfahrungen und der langfristige Nutzen sollen an Beispielen aus der Praxis erl√§utert werden.
Teilerneuerung der Asphaltbetonaußendichtung der Obernautalsperre
Dipl.-Ing. Martin Lengfeld,
Das Absperrbauwerk der Obernautalsperre ist ein rund 60 m hoher Steinsch√ľttdamm mit Asphaltbetonau√üendichtung. Die Dichtung wies im oberen Bereich Sch√§den 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 Ostseek√ľste. Nachfolgend werden die Planung, Ausschreibung und Baudurchf√ľhrung des Vorhabens erl√§utert.
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 hinterl√§sst der Bergbau eine umfangreiche Infrastruktur. Schachttiefen von bis zu 1.200 m, zahlreiche Ausbauten in der Tiefe und eine gro√ür√§umige Wasserhaltung er√∂ffnen ggf. Perspektiven f√ľr eine Folgenutzung als untert√§giges Pumpspeicherwerk. Ein Verbundvorhaben widmet sich ergebnisoffen der Ermittlung dabei zu ber√ľcksichtigender Aspekte. Der Beitrag verdeutlicht die angetroffenen Rahmenbedingungen.
√úberpr√ľfung der zuk√ľnftigen Leistung eines Talsperrensystems mittels Mehrzieloptimierung
Dipl.-Hyd. Ruben M√ľller
Die zuk√ľnftige Leistungsf√§higkeit eines Talsperrensystems in Deutschland soll in dieser Studie f√ľr zwei projizierte Szenarien des Klimawandels mit der Leistungsf√§higkeit unter rezenten Bedingungen verglichen werden. Unter Beachtung mehrerer, teilweise kontr√§rer Bewirtschaftungsziele werden hierf√ľr zun√§chst optimal angepasste Bewirtschaftungsstrategien durch eine Mehrzieloptimierung ermittelt. Die Auswertung und Darstellung aller Ergebnisse erfolgt durch ein sogenanntes Level-Diagramm.
GIS-basierte Standortsuche f√ľr 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 Investitionsabsch√§tzung entwickelt. Dieses Verfahren erm√∂glicht auf der Basis von Analysen in einem Geografischen Informationssystem (GIS) eine effiziente Identifizierung und einen effizienten Vergleich von Standorten in einem gro√üen Suchraum. In der Studie wurde dieses weiterentwickelte System f√ľr 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 zuk√ľnftiger Ausbau der Anlage bereits ber√ľcksichtigt und die Becken darauf ausgelegt worden. Wesentliche vorhandene Anlagenteile k√∂nnen deshalb beim geplanten Erweiterungsprojekt Waldeck 2+ genutzt werden. Mit relativ einfachen baulichen und betrieblichen Ma√ünahmen kann die Speicherkapazit√§t des vorhandenen Oberbeckens um rund 450 000 m¬≥ (ca. 11 %) vergr√∂√üert 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 Sch√ľtze, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar, Ing. Edy Godoy,
Das komplexe Talsperrensystem (21 Speicher) im Einzugsgebiet des Flusses Rimac hat gro√üe Bedeutung f√ľr 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 w√§hrend der Regenzeit gef√ľllt und die Wasserabgaben fortw√§hrend manuell so eingestellt, dass √ľber die Trockenzeit eine konstante Versorgung gew√§hrleistet ist. Der Beitrag stellt an diesem Beispiel einen neuen, leicht zu implementierenden Ansatz zur Steuerung der Wasserabgabe vor.
Unterirdische Pumpspeicherwerke ‚Äď eine Alternative?
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Sch√ľttrumpf, 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 f√ľr verschiedene Geometrien auf der Grundlage einer hybriden Modellierung als eine wesentliche Schl√ľsselrandbedingung f√ľr eine m√∂gliche technische Machbarkeit analysiert.
Bewertung der Hochwasserschutzwirkung und des Restrisikos von Speichern mit multivariaten Ansätzen
Dr. Markus Schulte, Prof. Dr. Andreas Schumann
Die Beurteilung von Hochwasserr√ľckhaltungen erfolgt meist auf Grundlage einzelner Bemessungsereignisse. Derartige Ans√§tze k√∂nnen die Vielfalt m√∂glicher Belastungsszenarien nicht repr√§sentieren. Insbesondere die Analyse der Schutzwirkung durch Speicher, die im Verbund bewirtschaftet werden, erfordert die umfassende Ber√ľcksichtigung raum-zeitlicher Verteilungen der hydrologischen Belastungsgr√∂√üen. Der Beitrag zeigt mit Hilfe von Anwendungsbeispielen hierzu geeignete Ans√§tze auf Grundlage der multivariaten Statistik.
Die Fertigstellung der Talsperre Leibis/Lichte: Nutzung nat√ľrlicher Potenziale und Bewirtschaftung im Sinne einer hohen Trinkwasserqualit√§t
Dipl.-Biol. Hartmut Willmitzer
Im Jahr 2010 wurde der Probestau der Talspere Leibis/Lichte abgeschlossen. Auf diese Weise wurde die Grundlage f√ľr eine sichere Versorgung Ostth√ľringens mit Fernwasser geschaffen. Technische Steuerelemente, ein gro√ües Beckenvolumen und die Nutzung √∂kologischer Prozesse sichern bereits eine hohe Rohwasserqualit√§t. Dadurch werden im Vorfeld die Risiken von Beeintr√§chtigungen der Trinkwasserqualit√§t durch Verunreinigungen oder klimainduzierte Ereignisse reduziert und Voraussetzungen zur Minimierung des Aufbereitungsaufwandes geschaffen.
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