Wasserwirtschaft Heft 02-03
| Wie sicher ist sicher? Erfahrungen, Überlegungen, Berechnungsansätze und Regelwerke mit Bezug zur Talsperrensicherheit Prof. Dr.-Ing. habil. Reinhard Pohl Talsperren gehören zu den großen Ingenieurbauwerken, von denen in sehr seltenen Fällen Gefährdungen ausgehen können, wie Schadensfälle in der Vergangenheit gezeigt haben. Diese sind dann eingetreten, wenn entweder Einwirkungen die Bemessungsannahmen überschritten haben oder die Widerstände im Bauwerk und Untergrund geringer als erwartet waren. Einen wesentlichen Anteil an den Versagensfällen von etwa einem Drittel machen Extremhochwasserereignisse mit nachfolgender Überströmung des Absperrbauwerkes aus. |
| Ermittlung von Hochwasserscheiteln und -füllen für große Jährlichkeiten Dr. Svenja Fischer, Prof. Dr. Andreas Schumann, Dipl.-Hydrol. Ulf Winkler Die Ermittlung von Hochwasserscheiteln für Jährlichkeiten über 200 Jahren stellt aufgrund der Unsicherheit in der Schätzung, bedingt durch kurze Beobachtungsreihen und einzelne extreme Hochwasser, eine große Herausforderung dar. |
| Klimaangepasstes Wassermanagement - essenziell für unsere Zukunft Dr.-Ing. habil. Uwe Müller Der Beitrag gibt einen kurzen Überblick über das Wasservorkommen der Erde und die Wassernutzungen in Deutschland. Durch den Klimawandel verändern sich die Wasserdargebote, die Nutzungsansprüche steigen und sowohl Trockenheit als auch Hochwasser und Starkregen treten häufiger auf. Das erfordert ein klimaangepasstes nachhaltiges Wassermanagement, um die Ressource Wasser weiterhin in ausreichender Qualität nutzen zu können. |
| Stauanlagen - mit Sicherheit betreiben Dipl.-Ing. Maren Dietze, Antje Nierlinger-Teuber „Talsperren – mit Sicherheit!“ betreiben, bedeutet für Betreiber solcher Anlagen schon immer auch Nachweise bezüglich der Bauwerks-, Standsicherheit- und Betriebs-, aber auch der Hochwassersicherheit zu erbringen. Weitere Sicherheitsthemen in den Bereichen von der Organisation des Betreibers, der Organisation von Arbeitsabläufen und der Haftung, aber auch der Versorgungssicherheit stehen zunehmend im Fokus der Überprüfung: Die Themen sind eng verbunden mit IT-Themen, wie z. B. mit der Informationssicherheit. |
| Das Schweizer Sicherheits- und Risikokonzept für Stauanlagen - ein Konzept für Deutschland? Dipl. Ing. Friedhelm Garbe Mit Einführung der DIN 19 700 (2004) vollzog sich ein Wandel der Sicherheitsphilosophie deutscher Stauanlagenvorschriften. Erstmals enthalten technische Stauanlagen- Regelwerke in Deutschland die Vorgabe, verbleibende Risiken infolge der Einwirkungen aus Hochwasser und Erdbeben bei Überschreiten der Werte für den Bemessungsfall 2 zu bewerten sowie ggf. durch technische und organisatorische Maßnahmen ausreichend zu reduzieren. |
| Auswirkungen des Klimawandels auf die Sicherheit von Staudämmen und mögliche Vorsorgemaßnahmen Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Markus Aufleger, Nima Kafashan Zunehmende Extremwetterereignisse infolge des Klimawandels und die damit verbundenen Unsicherheiten in den hydrologischen Bemessungsgrundlagen beim Nachweis der Hochwassersicherheit von Talsperren stellen Planer und Betreiber vor neue Herausforderungen. Dies betrifft insbesondere Staudämme, welche aufgrund ihrer Bauweise nicht überströmbar sind. |
| Risiken für die Wasserqualität einer Trinkwassertalsperre - was ist wirklich wichtig? Dipl.-Biol. Hartmut Willmitzer, Dipl.-Geoökol. Sebastian Sturm, Friederike Brauer Die Trinkwassereinzugsgebietsverordnung (TrinkwEGV) schreibt ein Risikomanagement für die öffentliche Wasserversorgung vor. Ziele der Risikobewertung sind es, sowohl den Schutz der Beschaffenheit zur Trinkwasserverwendung sicherzustellen als auch den Aufwand zur Aufbereitung des Rohwassers zu verringern. |
| Erfahrungen mit dem Risikomanagement nach DIN EN 15 975-2 und TrinkwEGV bei der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV) Dipl.-Biol. Karin Freier, Dr. Tilo Hegewald, Dipl.-Biol. Ralf Sudbrack, Laura Hilbeck In den Guidelines for Drinking-water Quality der Weltgesundheitsorganisation (WHO) von 2004 wurde zur Sicherstellung der chemischen und hygienischen Anforderungen an die Wasserversorgung erstmals die Anwendung des Water- Safety-Plan-Konzepts empfohlen. Dabei orientierte sich der Water-Safety-Plan (WSP) an dem in der Lebensmittelindustrie bereits bewährten HACCP-Konzept (Hazard Analysis Critical Control Points). Der WSP verfolgt einen systematischen, risikobasierten und präventiven Managementansatz, um die Trinkwasserqualität von der Quelle im Einzugsgebiet bis zur Entnahmestelle des Endverbrauchers sicherzustellen. |
| Talsperrensteuerung mit Hilfe mathematischer Optimierungsmodelle - eine Einführung Dr.-Ing. Bernhard Becker In den vergangenen Jahren traten in kurzer Zeit Phasen extremer Trockenheit und extremer Hochwasserereignisse hintereinander auf. Zuflüsse zu den Talsperren sind heute unregelmäßiger als in der Vergangenheit; Trockenheit, gesellschaftliche Transformationsprozesse und Wirtschaftswachstum lassen einen Anstieg des Wasserbedarfs erwarten. Auch den Belangen von Umwelt und Ökologie wird zurecht mehr Raum eingeräumt. |
| Klimaangepasste Bewirtschaftung der Brauchwassertalsperren des Wupperverbandes Alexander Löcke, Dr. Patrick Heidbüchel, Daniel Heinenberg Die Brauchwassertalsperren des nordrhein-westfälischen Wuppersystems müssen Anforderungen des Hochwasserschutzes und der Mindestwasserführung erfüllen. Die Trockenperiode der Jahre 2018 bis 2020 und das Hochwasserereignis vom Juli 2021 waren Anlass für die Anpassung der Talsperrenbewirtschaftung. |
| Innovatives Bemessungsverfahren für Stauanlagen unter Anwendung von Johnson-Verteilungen Dr.-Ing. Hubert Lohr, Isabelle Huber, Dr. Sandra Richter, Dr.-Ing. Gerd Demny, Daniel Bittner Das Hochwasserereignis im Juli 2021 war extrem sowohl in Bezug auf Abflussvolumina als auch Abflussspitzen, die teilweise noch nie dagewesene Dimensionen annahmen. Betroffen waren vor allem die Wasserverbände Wupperverband, Erftverband und der Wasserverband Eifel-Rur. Im Nachgang des Ereignisses beauftragten die Verbände Sydro Consult GmbH, um die Einordnung des Ereignisses im Kontext bisheriger Festlegungen zu Bemessungshochwasserereignissen zu untersuchen. |
| Hochwassersicherheit von Talsperren im Kontext des Klimawandels Dipl. Ing. (FH) Annett Scholz, Dipl.-Ing. Carsten Boeland Talsperrenbetreiber stehen angesichts des Klimawandels vor der Herausforderung, sowohl die Wasserversorgung in Trockenzeiten als auch den Hochwasserschutz zu gewährleisten. |
| Öl-Havarie an der Wupper-Talsperre - Erfahrungen und Erkenntnisse Dipl.-Ing. Sebastian Kollar, Lars Hebbecker Am 14.07.2021 kam es aufgrund von ergiebigen Niederschlägen zu einem extremen Hochwasserereignis in Teilen von Westdeutschland. Dabei wurde auch das Einzugsgebiet der Wupper schwer getroffen. Im Fokus der sich aus den Niederschlägen ableitenden Abflussereignisse stand vor allem die Wupper- Talsperre. Die Hauptfunktion dieser Anlage ist der Hochwasserschutz für die Städte Wuppertal, Solingen, Leichlingen und Leverkusen. |
| Anwendung von temperaturabgesenktem Asphalt im Asphaltwasserbau Dr.-Ing. Ivan Isailović, Sophie Charlotte Kuhlmann, Dr. Markus Limbach, Dipl.-Ing. Claudia Burkhardt Die Baubranche hat sich aus Arbeitsschutzgründen mit der Einführung der künftigen ZTV Asphalt-StB (Teil 1) darauf verständigt, dass ab ca. Mitte 2025 bauvertraglich ausschließlich temperaturabgesenkte Asphalte im konventionellen Straßenbau zur Anwendung kommen. Ob und inwieweit eine Anpassung der Empfehlungen für die Ausführung von Asphaltarbeiten im Wasserbau (EAAW 2008) erfolgt, ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt. Derzeit wird davon ausgegangen, dass der bituminöse Dichtungsbau auch von dieser Änderung betroffen sein wird. |
| Ein KI-unterstütztes Steuerungskonzept zur Nutzung des Herzberger Teiches als reguliertes Hochwasserrückhaltebecken Andreas Lange Hohe Niederschläge im Nordharz und im nördlichen Harzvorland verursachten im Juli 2017 ein Extremhochwasser, von dem die historische Altstadt von Goslar stark betroffen war. An zahlreichen Messtationen wurden bei diesem Ereignis Regenmengen von über 250 mm in 48 Stunden registriert. Das Hochwasser erreichte in dem 16,21 km2 großen Einzugsgebiet der Abzucht einen Spitzenabfluss von 36 m3/s. |
| Abstau und Sanierung des staatlichen Wasserspeichers Ellertshäuser See Dipl.-Ing. Marion Keyl, Dipl.-Ing. Andreas Kirchner Der staatliche Wasserspeicher Ellertshäuser See nördlich von Schweinfurt wurde Ende der 1950er-Jahre errichtet und weist somit bereits eine Betriebsdauer von über 60 Jahren auf. Er dient neben dem Hochwasserschutz und der Niedrigwasseraufhöhung vor allem der Naherholung. |
| Neue Ansätze führen zu neuen Bemessungshochwasserereignissen? Ein Blick auf die neuen Methoden des DWA-Merkblatts M 552 Dr. Henning Oppel, Dr. Svenja Fischer, Nina Grundmann Welche Jährlichkeit hat ein bereits aufgetretenes Hochwasser und mit welchen Abflüssen muss ich bei einer bestimmten, anderen Jährlichkeit rechnen? Dies sind die grundlegenden Fragen der stochastischen Hydrologie bzw. der Hochwasserstatistik. Die Hochwasserereignisse der jüngeren Vergangenheit führen uns die Komplexität dieser Aufgabenstellung deutlich vor Augen. |
| Erweiterung und Instandsetzung HRB Straußfurt - ein Praxisbericht Dipl.-Ing. Detlef Hogh, Dipl.-Ing. Albrecht Köhler, Dipl.-Ing. Lars Schaarschmidt Das Hochwasserrückhaltebecken (HRB) Straußfurt ist ein wesentlicher Baustein des technischen Hochwasserschutzes in Mitteldeutschland. In seiner Funktion schützt es seit über 60 Jahren die Unterlieger der Unstrut in Thüringen und Sachsen- Anhalt vor Hochwasserereignissen mit derzeit 18,6 Mio. m³ Rückhalteraum. Nach einer vertieften Überprüfung und sechs Jahrzehnten erfolgreichen Betriebs sind mittlerweile Instandsetzungsmaßnahmen notwendig, die nahezu alle technischen Anlagen des HRB betreffen. |
| Begrenzung externer Nährstoffbelastungen durch Vorsperren Prof. Dr. Karsten Rinke, Taynara Fernandes, Dr. Martin Schultze Nahezu alle deutschen Trinkwassertalsperren und auch viele Brauchwassertalsperren sind mit Vorsperren ausgestattet. Diese kleinen Staukörper mit mittleren Verweilzeiten von wenigen Wochen erfüllen keine Speicher- oder Hochwasserschutzfunktion, denn sie werden im Vollstau, d. h. im Überlauf, betrieben. Sie dienen vielmehr der Wassergütesteuerung und leisten hierbei nicht nur den Rückhalt von Schwebstoffen, Geschiebe und Sedimenten, sondern auch von Nährstoffen. |
| Rappbodetalsperre - Stand der bautechnischen Umsetzung zur Instandsetzung und Wiederherstellung der Funktionssicherheit der Grundablässe Dipl.-Ing. Holger Haufe, Andreas Rudolf, Lutz Naue Zwischen 1952 und 1959 wurde in Sachsen-Anhalt die Rappbodetalsperre als Beton-Gewichtsstaumauer mit einer Höhe von 106 m über Gründung errichtet. Bei einer Kronenlänge von 415 m beträgt das Bauwerksvolumen 860 000 m³. Die Staumauer besteht aus 29 Feldern/Blöcken. Betreiber ist der Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt (TSB), Anstalt des Öffentlichen Rechts. |
| Bruch zonierter Schüttdämme: Abflussganglinien für Flutwellenberechnungen Prof. Dr. Robert Boes, Dr. Matthew Halso, Dr. Frederic Evers, Dr. David F. Vetsch Das Versagen von zonierten Erd- und Steinschüttdämmen mit zentralem vertikalem Kern wurde bisher weltweit nur in wenigen experimentellen Versuchen untersucht, darunter und. Diese Studien zeigten, dass nicht- kohäsive Zonen wie Stützkörper und Filter bei Überströmung aufgrund progressiver Erosion versagen, während die zentrale kohäsive Kernzone länger intakt bleibt, bis sie aufgrund mangelnder unterstromiger Abstützung durch den erodierten Stützkörper stückweise abbricht. |
| Dammbruchanalyse an der Hillebachtalsperre Taylor Glen Johnson, Dipl.-Ing. Jörg Wieland, Dr. Jorge Leandro, Dipl. Ing. Friedhelm Garbe Dammbrüche sind ein seltenes Ereignis. Gleichwohl ist wichtig, sich bewusst zu machen, dass unwahrscheinlich nicht gleich unmöglich ist. In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Versagensereignissen. Allein im Jahr 2023 sind zwei große Katastrophen zu verzeichnen, die das Schadenspotenzial und damit die Gefahren für die Gesellschaft bei einem Stauanlagenversagen aufzeigen. Im Juni war der Kachowka-Damm Ziel eines Angriffs im Rahmen des Ukrainekrieges und das Absperrbauwerk versagte. |
| Diskussionsbeitrag zur Allgemeinen Sachkunde „Stauanlagen“ - Initiative zur Qualitätssicherung Prof. Dr.-Ing. Stephan Heimerl, Niklas Schwiersch, Prof. Dr.-Ing. habil. Dirk Carstensen, Prof. Dr.-Ing. habil. Reinhard Pohl, Dr.-Ing. Andreas Bieberstein Als Bestandteil der Eigenüberwachung veranlassen Stauanlagenbetreiber regelmäßig Vertiefte Überprüfungen (VÜ), in deren Zuge die relevanten Sicherheitsnachweise hinsichtlich Gültigkeit bzw. Aktualität überprüft und zum Teil aktualisiert werden. |
| Gefährdungs- und Risikoanalysen - Basis für das Einzugsgebietsmanagement Dipl.-Geol. Nadine Coenen, Jessica Langert, Dipl. Geol. Christoph Sailer, Dirk Delsemmé Mit Inkrafttreten der Trinkwassereinzugsgebieteverordnung (TrinkwEGV) Ende 2023 hat die Gefährdungs- und Risikoanalyse für Einzugsgebiete von Trinkwassergewinnungen noch mehr an Bedeutung gewonnen. Das Instrument der Gefährdungs- und Risikoanalyse in der öffentlichen Trinkwasserversorgung ist bereits mit verschiedenen Zielen und Einsatzzwecken etabliert. So sind bei der Erarbeitung von Gutachten für die Ausweisung von Wasserschutzgebieten i. d. R. eine Gefährdungsanalyse und eine Beurteilung der Vulnerabilität des Einzugsgebietes vorzunehmen. |
| Spezialtiefbau bei Staudämmen in Lateinamerika, Asien, Europa und Afrika Dipl.-Geol. Michael Baltruschat Der Bau neuer und die Sanierung bestehender Dämme stellen eine Vielzahl von Herausforderungen dar, wobei unter anderem die geologischen Bedingungen der Standorte und die technischen Spezifikationen zu berücksichtigen sind. Daraus ergeben sich projektspezifische Lösungen für Sickersperren. Die technischen Lösungen variieren in Abhängigkeit verschiedener Faktoren, zum Beispiel von der erforderlichen Tiefe und Breite der Sickerbarriere und der Baustellenlogistik (Zufahrtswege, Geometrie der Arbeitsebene usw.). In diesem Beitrag wird auf die Anwendung verschiedener Bauverfahren eingegangen. |
| „Steter Tropfen …“ - Festigkeitsverluste bei Bruchstein-Staumauern? Dr.-Ing. Diethelm Linse, Dipl.-Ing. Michael Humbsch, Dipl.-Ing. Carsten Cherubim Bei der Vertieften Überprüfung (VÜ) der Talsperre (TS) Lehnmühle in Sachsen um 2013 wurden problematische Ergebnisse aus den 1970er- und 2000er- Jahren hinterfragt. Damals wurden geringe Rohdichten und Druckfestigkeiten des Mörtels festgestellt und Zusammenhänge mit dem kalklösenden Sickerwasser erörtert. |
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