Wasserwirtschaft 07-08 / 2009

- Der geodätische Beitrag zur Karsthöhlenbewirtschaftung
- Einsatz von Druckrohrleitungen aus Holz bei Wasserkraftanlagen
- Daten√ľbertragung ohne Grenzen
- ...


Steuer- und Regelungskonzept f√ľr den modularen Betrieb der unterirdischen Wasserf√∂rderanlage Bribin
Dipl.-Ing. Hartmut Walcher, Dipl.-Ing. Manfred Lösche, Dr.-Ing. Peter Oberle
Zur Sicherstellung der Wasserversorgung in einem Karstgebiet auf Java wurde im Rahmen eines deutsch-indonesischen Verbundvorhabens eine unterirdische Wasserf√∂rderanlage realisiert. Um die nachhaltige Funktionst√ľchtigkeit der wasserkraftbetriebenen Pumpsysteme zu gew√§hrleisten, werden besondere Anforderungen auch an die elektrotechnische Ausstattung sowie das Steuerungs- und Regelungskonzept gestellt. Gemeinsam mit der Universit√§t Karlsruhe entwickelte die Firma Walcher das SPS-gest√ľtzte System f√ľr den automatisierten Anlagenbetrieb unter Tage.
Geowissenschaftliche Bewertung von Karsth√∂hlen f√ľr die Wasserbewirtschaftung in Gunung Sewu
Prof. Dr. Thomas Neumann, Dr. Zsolt Berner, Prof. Dr. Doris St√ľben, Syaeful Bahri, Dr. Makky Jaya
Ein gro√ües Problem bei der Nutzung von Karsth√∂hlen f√ľr die Wasserbewirtschaftung sind m√∂gliche Wasserwegsamkeiten im Gesteinsverbund. Dabei k√∂nnen relativ einfache R√∂hrensysteme im Untergrund ausgebildet werden, die eine Wasserspeicherung ins besondere in einem bestimmten Abschnitt der H√∂hle zulassen, oder auch komplex vernetzte H√∂hlensysteme, bei denen eine Wasserhaltung kaum m√∂glich erscheint. Untersuchungen √ľber Wasser-Gestein-Wechselwirkungen sind daher notwendig, um im Vorfeld die Eignung von Karsth√∂hlen f√ľr die Wasserbewirtschaftung zu bewerten.
Angepasste Wasserfördertechnologie unter Einsatz von Pumpen im Turbinenbetrieb
Dr.-Ing. Peter Oberle, Dr.-Ing. Muhammad Ikhwan, Prof. Dr.-Ing. Franz Nestmann, Dr.-Ing. Jochen Fritz, Dr.-Ing. Thillainatarajan Ravisundar
Kreiselpumpen k√∂nnen im inversen Betrieb zur Wasserkraftpotenzialnutzung als kosteng√ľnstige Alternative zu Turbinen eingesetzt werden. Neben den geringeren Investitionskosten zeichnen sie sich durch Robustheit und einen geringen Betriebs- und Wartungsaufwand aus. Der effiziente Einsatz h√§ngt aufgrund der fehlenden Regulierbarkeit mittels einer Leiteinrichtung von der zielgerichteten Auswahl des Pumpentyps sowie der Einhaltung des optimalen hydraulischen Betriebsbereiches ab. Durch Implementierung mehrerer paralleler Module sowie √ľber gezielte Modifikation der Maschinen kann eine Steigerung des Spitzenwirkungsgrades auch f√ľr ein stark schwankendes Abflussdargebot gew√§hrleistet werden. In Zusammenarbeit der Universit√§t Karlsruhe (TH) und der KSB AG wurden F√∂rdermodule entwickelt, bei denen r√ľckw√§rtslaufende Kreiselpumpen mechanisch mit mehrstufigen Gliederpumpen gekoppelt sind. Diese werden pilothaft zur energieautarken F√∂rderung von Trinkwasser aus einer Karsth√∂hle in Indonesien eingesetzt.
Der geodätische Beitrag zur Karsthöhlenbewirtschaftung
Dipl.-Ing. Marco Benner, Prof. Dr.-Ing. Dr. e. h. G√ľnter Schmitt, Dipl.-Ing. Martin Vetter
Im Rahmen BMBF-gef√∂rderter Verbundaktivit√§ten der Universit√§t Karlsruhe (TH) zur Bewirtschaftung unterirdischer Karstflie√ügew√§sser auf Java mussten geometrische Grundlagen durch geod√§tische Arbeiten geschaffen werden. Dazu z√§hlen 3-D-H√∂hlenvermessungen zur Planung, die Bohrstellen- und Bauachsabsteckungen, die Festlegung eines GPS-Referenzsystems, die Einmessung des Wasserverteilungsnetzes und technischer Einrichtungen, der Aufbau und die Verwaltung eines Geoinformationssystems (GIS) sowie Spezialvermessungen (Staumauer√ľberwachung, Steuerung einer Vertikalbohrmaschine). Die Randbedingungen in der Zielregion stellten hierbei eine besondere Herausforderung dar und erforderten den Einsatz innovativer Methoden.
Einsatz von Pumpen als Turbinen (PAT) im Fallleitungsbetrieb des Zweck- verbands Landeswasserversorgung
Dipl.-Ing. G√ľnther St√∂rzer
Der Zweckverband Landeswasserversorgung (LW) betreibt seit dem Jahr 1922 in seinem Fallleitungssystem Turbinen zur Gewinnung von elektrischer Energie. Seit 1984 werden f√ľr diesen Zweck vermehrt kosteng√ľnstige r√ľckw√§rts durchstr√∂mte Serienpumpen und -motoren eingesetzt. Als Folge der aktuellen starken Energiepreissteigerung im Einkauf und der gleichzeitigen Reduzierung des Verkaufserl√∂ses bei Stromgewinnungsanlagen in Trinkwasserfernleitungen nimmt die LW immer mehr Abstand von gro√üen Francisturbinen sowie Einspeisungen ins √∂ffentliche Stromnetz und geht √ľber zu kosteng√ľnstigen kleinen PAT deren erzeugte Energie, wo m√∂glich, zur Reduzierung des Eigenbedarfes herangezogen wird.
Wassermangel ‚Äď ein globales Problem in Karstlandschaften
Prof. Dr. Dr. h. c. Karl-Heinz Pfeffer
Die geo√∂kologische Ausstattungen der Karstlandschaften bewirken oberfl√§chlich abflusslose Gebirgslandschaften mit stark sch√ľttenden Quellen an deren Rand. Die Karstquellen werden schon seit der Eisenzeit genutzt, w√§hrend in den Gebirgslandschaften Wassermangel herrscht. Die Nutzung der Karstlandschaft und der innerhalb dieser gelegenen Becken (Poljen) sowie nutzungsbedingte Landschaftssch√§den werden an Beispielen dargestellt. Des Weiteren werden die heutigen M√∂glichkeiten der Wertsteigerung von Karstlandschaften mittels Meliorationen und Wasserfernleitungen aufgezeigt.
Geotechnische Aspekte beim Bau einer unterirdischen Staumauer in verkarsteten Riffkalken
Dipl.-Ing. Thomas Mutschler, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Theodoros Triantafyllidis
Die Gr√ľndung einer unterirdischen Staumauer, die Teil einer kleinen Wasserkraftanlage zur F√∂rderung von Trinkwasser aus einem Karstflie√ügew√§sser in Mitteljava, Indonesien, ist, stellt geotechnisch eine h√∂chst anspruchsvolle Aufgabe dar. Die erarbeiteten L√∂sungen m√ľssen den im Projektgebiet verf√ľgbaren bautechnischen M√∂glichkeiten angepasst sein. Neben der Standsicherheit ist die Gebrauchstauglichkeit des Bauwerkes in allen Betriebszust√§nden sicher zu stellen. Der Beitrag beschreibt die Erkundung, die Planung, die bautechnische Umsetzung und den Verlauf des ersten Einstaus der Anlage aus geotechnischer Sicht.
Anwendung hydraulischer Simulationsmodelle zur Analyse und Planung von Wasserverteilungssystemen
Dr.-Ing. Philipp Klingel, Dipl.-Ing. Axel Knobloch, Prof. Dr.-Ing. Franz Nestmann
Hydraulische Modelle von Trinkwasserverteilungssystemen werden vermehrt f√ľr die Planung und Analyse sowie f√ľr den Betrieb von Verteilungssystemen eingesetzt. Nach wie vor im Vordergrund steht dabei die Simulation des hydraulischen Verhaltens eines vorgegebenen Netzes. Dabei werden Dr√ľcke und Durchfl√ľsse sowie Flie√ügeschwindigkeiten im System bei vorgegebenem Leitungsnetz mit Armaturen, Wassereinspeisungen und Wasserentnahmen ermittelt.
Einsatz von Druckrohrleitungen aus Holz bei Wasserkraftanlagen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans Joachim Blaß, Dipl.-Ing. Dietrich Töws, Dr.-Ing. Peter Fellmoser
Druckrohrleitungen aus Holz wurden im 19. Jahrhundert √ľberwiegend in Nordamerika als Zuleitung f√ľr Wasserkraftanlagen eingesetzt. Nach einem deutlichen R√ľckgang Mitte des 20. Jahrhunderts erhielt der Einsatz von Druckrohrleitungen aus Holz durch die zunehmende Bedeutung regenerativer Ressourcen in den letzten Jahren neue Impulse. Im Hinblick auf die Nutzung unterirdischer Wasserressourcen auf der indonesischen Insel Java wurde im Rahmen eines vom Bundesministerium f√ľr Bildung und Forschung gef√∂rderten Verbundprojektes der Einsatz von Druckrohrleitungen aus Holz als Zuleitung f√ľr Wasserkraftanlagen untersucht.
Nutzung von Karstwasservorkommen f√ľr die Trinkwasserversorgung ‚Äď Gef√§hrdungspotenziale und Schutz
Prof. Dr. Heinz Hötzl
Karstgrundwasserleiter bilden in vielen L√§ndern der Erde eine wichtige Basis f√ľr die Trinkwasserversorgung. Durch das spezifische hydrogeologische Abflussverhalten ergeben sich Besonderheiten, die sowohl bei der Fassung als auch beim Schutz von Karstw√§ssern zu beachten sind. Aufgrund der Infiltrationsbedingungen und der weitlumigen unterirdischen Wasserwege ergibt sich eine besonders hohe Vulnerabilit√§t des Karstsystems gegen eindringende Schadstoffe. Dies erfordert besondere Schutzma√ünahmen. Basis hierf√ľr bildet die Risikobewertung √ľber die Vulnerabilit√§t der geologischen Abfolge und die Verteilung der Gefahrenpotenziale, deren Sicherung √ľber ein angepasstes Grundwassermanagement wahrgenommen wird.
Daten√ľbertragung ohne Grenzen
Sascha Isinger, Wolfgang Schönberger
L√∂sungen der Firma sbs-system.de, Augsburg, machen dezentral erfasste Messwerte und Informationen aus weitl√§ufigen Arealen √ľberall im Internet und √ľber Smartphones verf√ľgbar. Als Hardware mit dabei: Das drahtlose √úbertragungssystem eWON von Wachendorff.
Ringkolbenventile als Regelarmaturen in der Wasserversorgung
Peter Oppinger
Die im Rahmen des deutsch-indonesischen Verbundprojektes der Universit√§t Karlsruhe (TH) gebaute Wasserkraftanlage staut ein Volumen von rund 300 000 m3 auf, und das in einer H√∂hle 100 m tief unter der Erde. Der darin angestaute Wasserdruck von rund 15 m treibt Pumpenturbinen an, die √ľber ein Getriebe mit F√∂rderpumpen gekoppelt sind. Sie dr√ľcken einen Teil des Wassers 220 m hoch in einen Speicher an der Erdoberfl√§che, um die ca. 80 000 Menschen der Region mit Wasser zu versorgen . Die Regelung der angestauten Wassermenge erfolgt √ľber ein VAG-RIKO¬ģ-Ringkolbenventil (Bild 1).
Holzverarbeitende Industrie stellt besondere Anforderungen an die Wasserqualität
Dipl.-Ing. Reiner Baumann
Etwa 60 km s√ľd√∂stlich von Berlin liegt die Stadt Baruth / Mark. Am nord√∂stlichen Stadtrand befindet sich das Industriegebiet ‚ÄěBernhardsm√ľh‚Äú. Es ist etwa 171 ha gro√ü. Auf √ľber 95 % der ausgewiesenen Industriefl√§chen haben sich Unternehmen der holzverarbeitenden Industrie und der Getr√§nkeherstellung niedergelassen. Alle ben√∂tigen Wasser f√ľr Produktion, Beregnung der Au√üenlagerfl√§chen und Reinigungsarbeiten. Die Anforderungen bez√ľglich Qualit√§t und Quantit√§t sind sehr hoch. Das vorhandene Wasserwerk der Stadt konnte den Bedarf nicht mehr abdecken. Daher entschloss man sich zum Bau eines neuen Wasserwerks mit eigenen Brunnen, um langfristig eine Versorgungssicherheit der Gewerbefl√§chen sicherzustellen. Als wirtschaftlich optimaler Standort bot sich ein stadteigenes Grundst√ľck in unmittelbarer N√§he zum Industriegebiet an.
Bewirtschaftung unterirdischer Flie√ügew√§sser in Karstgebieten ‚Äď Pilotstudie auf Java, Indonesien
Prof. Dr.-Ing. Franz Nestmann, Dr.-Ing. Peter Oberle, Dr.-Ing. Muhammad Ikhwan, Dipl.-Geogr. Tobias Lux, Prof. Dr. Ulrich Scholz
Der Beitrag gibt einen √úberblick √ľber ein BMBF-gef√∂rdertes Vorhaben zum Bau einer unterirdischen Wasserf√∂rderanlage in einem Karstgebiet auf Java. Ende 2008 konnte nach mehrj√§hriger Bauzeit trotz gravierender R√ľckschl√§ge durch Erdbeben und Hochwasser der Probeeinstau und erste Tests eines wasserkraftbetriebenen F√∂rdermoduls erfolgreich durchgef√ľhrt werden. Die Pilotanlage soll zuk√ľnftig die Wasserversorgung von 80 000 Menschen sicherstellen und als Initial f√ľr die Multiplikation √§hnlicher Vorhaben weltweit dienen. An der deutsch-indonesischen Kooperation waren insgesamt sieben Institute der Universit√§ten Karlsruhe und Gie√üen sowie mehrere Industriepartner beteiligt. Deren jeweiligen fachspezifischen Beitr√§ge sind in dieser Ausgabe der WasserWirtschaft dargelegt.
Schachtbautechnik zur Realisierung eines Zugangsschachtes in eine Karsthöhle
Dipl.-Ing. Lutz zur Linde, Dipl.-Ing. Peter Schmäh
Die ‚ÄěVertical-Shaft-Boring-Mashine‚Äú VSM 2500 ist von der Herrenknecht AG konstruiert und gebaut worden, um den Zugangsschacht zum unterirdischen H√∂hlenkraftwerk mit 2,5 m Durchmesser und 100 m Tiefe im Kalkstein zu bohren [1]. Aus logistischen und konstruktionstechnischen Gr√ľnden entstand das innovative Maschinensystem, in welchem alle Anforderungen optimal aufeinander abgestimmt wurden.
Konzeption und Herstellung eines unterirdischen Betonsperrwerks zur Trinkwassergewinnung auf Java
Dipl.-Ing. Edgar Bohner, Dipl.-Ing. Martin Fenchel, Prof. Dr.-Ing. Harald S. M√ľller
Der vorliegende Beitrag beschreibt die Konzeption und den Bau eines Betonsperrwerks in einem H√∂hlenfluss im Karst zur Realisierung einer unterirdischen Wasserf√∂rderanlage auf Java. Um die √úbertragbarkeit auf weitere Projekte sicherzustellen, sollten nur √∂rtlich verf√ľgbare Baustoffe und Technologien zur Anwendung kommen. Durch die au√üergew√∂hnlichen Randbedingungen der unterirdischen Baustelle wurden die technischen M√∂glichkeiten zus√§tzlich eingeschr√§nkt. Trotz aller Schwierigkeiten und R√ľckschl√§ge durch √úberflutung und Erdbeben konnte die Anlage im Sommer 2008 in den Testbetrieb gehen.
Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die j√ľngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Ums√§tze werden im Verh√§ltnis 30 zu 70 (70% f√ľr den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...