Wasserwirtschaft 04 / 2010

- Das neue WHG – einheitliche Anforderungen für Talsperren?
- Hydraulische Modellversuche für Betriebseinrichtungen an Stauanlagen
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Überprüfung und Anpassung von Stauanlagen der Vattenfall Europe Generation AG an die DIN 19 700
Dr.-Ing. Barbara Tönnis, Dipl.-Ing. Rainer Töpfer, Dipl.-Ing. Jens Steiner
Von der Vattenfall Europe Generation AG werden insgesamt 17 Stauanlagen betrieben. Im Mittelpunkt der neuen, an den Stand der Technik angepassten DIN 19 700 stehen Anlagensicherheit und Risikobetrachtung, die umfangreiche Analysen der bestehenden Stauanlagen bedingen. Damit werden höhere Forderungen an die Talsperrenbetreiber herangetragen, die zur Anpassung der Stauanlagen an die DIN 19 700 teilweise eine umfangreiche Grundlagenarbeit erfordern.
Das neue WHG – einheitliche Anforderungen für Talsperren?
Dr. Till Elgeti
Der Betrieb von Talsperren erfüllt zahlreiche wasserwirtschaftlichen Aufgaben, wie Wasservorhaltung, Elektrizitätsgewinnung, Tourismusförderung, Natur- oder Hochwasserschutz, abhängig von der primären Funktion der Anlage. Dabei müssen Talsperrenbetreiber die gesetzlichen Vorgaben einhalten. Das neue WHG und die bis Ende 2009 zu beschließenden Bewirtschaftungspläne nach der Wasserrahmenrichtlinie sehen zusätzliche wasserwirtschaftliche Anforderungen vor. Abweichende Regelungen in den Landeswassergesetzen sind möglich.
Verkehrssicherungspflichten und Betreiberhaftung an Talsperren des Ruhrverbandes
Dipl.-Ing. Peter Klein, Ass. jur. Britta Leue, Dipl.-Ing. Antje Nielinger
Die Talsperren des Ruhrverbandes (RV) dienen auch der Freizeit und Erholungsnutzung. Wassergebundene Sportarten, Radfahren auf den Betriebswegen, Besichtigungsangebote sind einige der vielfältigen Möglichkeiten. Ist die Wahrnehmung der Verkehrssicherungspflicht unter normalen Umständen eine ständige, anspruchsvolle Aufgabe, erweitert sie sich mit dem Maß der Nutzung. Der Inhalt der Verkehrssicherungspflicht ist nicht gesetzlich geregelt. Er entwickelt sich vielmehr durch die Rechtsprechung.
Mach’s mit! Oder ohne? – Kontrollgänge im internationalen Vergleich
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Markus Aufleger
Es gibt verschiedene Ansichten bei der Planung und der Konstruktion von Staudämmen. Der gute alte „deutsche“ Kontrollgang ist international weit weniger beliebt. Es gibt viele Gründe für seine Anwendung und umfangreiche positive Betriebserfahrungen. Die Vor- und Nachteile von Kontrollgängen im Übergangsbereich zwischen Untergrundabdichtung und Dammkonstruktion sind in jedem Einzelfall abzuwägen. Neben den wichtigen positiven Aspekten sind insbesondere auch mögliche Störungen des Spannungszustandes, baubedingte Auflockerungen des Untergrundes und in Einzelfällen auch Szenarien mit erhöhten Gradienten bei Einsickerungen in den Kontrollgang zu bedenken.
Talsperrensicherheit durch nachhaltiges Personalmanagement
Dipl.-Ing. Jürgen Fries
Das Versagen des Absperrbauwerkes einer Stauanlage kann zu erheblichen Schäden für Mensch, Umwelt und Wirtschaft führen. Der Betreiber einer Stauanlage ist für die Sicherheit seiner Anlage verantwortlich und verpflichtet, für den Betrieb geeignetes Fachpersonal mit einer ausreichenden Qualifikation einzusetzen. Ein wesentlicher Bestandteil der anlagenspezifischen Sicherheitskonzeption ist die fachliche Qualifikation der an der Stauanlage tätigen Bediensteten. Somit ist durch den Anlagenbetreiber sicherzustellen, dass sein Personalmanagement auf einer nachhaltigen Fort- und Weiterbildung des Betriebspersonals basiert.
Anpassung der Stauanlagenbewirtschaftung an Veränderungsprozesse in Sachsen
Dr.-Ing. Hans-Ulrich Sieber, Prof. Dr. Martin Socher
Stauanlagen spielen in Sachsens Wasserwirtschaft eine wichtige Rolle und werden zumeist multifunktional genutzt. Sie haben hinsichtlich ihrer Stand- und Funktionssicherheit den allgemein anerkannten Regeln der Technik stets zu entsprechen. Ihre Bewirtschaftung unterliegt einem stetigen Prozess der Anpassung an sich verändernde natürliche und sozioökonomische Randbedingungen. Die im Verlauf von 20 Jahren ergriffenen Maßnahmen werden kurz vorgestellt.
Talsperrenbetrieb im Leistungsvergleich – Benchmarking der Arbeitsgemeinschaft Talsperren (ATT)
Prof. Dr. Lothar Scheuer, Dipl.-Ing. Herbert Polczyk
Unter dem Dach der Arbeitsgemeinschaft Trinkwassertalsperren e. V. (ATT) haben sechs Talsperrenbetreiber in von der Methodik zunächst unterschiedlich orientierten Benchmarkingprojekten zwei Benchmarking-Modelle entwickelt, die nicht nur für Trinkwassertalsperren, sondern darüber hinaus auch für Talsperren mit Mehrfachnutzungen die Anwendbarkeit und Umsetzung des Benchmarkings im Talsperrenbetrieb aufzeigen.
Das Ausbildungskonzept für den österreichischen Talsperrenfachmann
Dipl.-Ing. Dr. Helmut Knoblauch, Dipl.-Ing. Dr. Pius Obernhuber, Dipl.-Ing. Rudolf Melbinger
Der Beitrag beschreibt die fachlichen Grundlagen für die Übernahme der Verantwortung eines Talsperrenfachmannes. Mit dem vorgestellten Aus- und Weiterbildungskonzept soll sichergestellt werden, dass kompetentes, sachkundiges und mit den Anlagen vertrautes Personal zur Verfügung steht, um den aktuellen und zukünftigen Anforderungen an die Talsperrensicherheit gerecht zu werden.
Auswirkungen vom Wandel im Recht auf Bau, Betrieb und Unterhaltung von Talsperren
Prof. Dr. jur. Peter Nisipeanu
Im deutschen Wasserrecht ist die Gewässernutzung „Gewässeraufstau“ seit jeher detaillierter geregelt als die Anforderungen an Talsperrenbauwerke: Solche Anforderungen werden durch (private) technische Regeln zum Bau, zum Betrieb und zur Unterhaltung von Talsperren ausgestaltet. An dieser bewährten Konzeption haben weder die Wasserrahmenrichtlinie der EU, das „alte“ oder „neue“ Wasserhaushaltsgesetz noch die 16 Landeswassergesetzes etwas geändert.
Akzeptabler, ökologischer und wirtschaftlicher Hochwasserschutz – Und es geht also doch!
Dipl.-Betriebswirt Holger Scheffer, Dr.-Ing. Paul J. Brinkmann
Der wasserwirtschaftliche Rahmenplan für die Kinzig in Hessen sah 1961 den Bau von 16 Talsperren vor. Gebaut wurde einzig die Kinzigtalsperre. In dem Pilotprojekt „Hochwasserschutzplan Kinzig“ sind heute wieder zwölf Hochwasserrückhaltebecken vorgesehen. Anders als ihre Vorgänger haben diese Vorhaben nach dem Hochwasser von 2003 bei dem Engagement der Betroffenen, veränderten Rechtsvorschriften und umweltgerechter Planung heute gute Chancen auf Umsetzung.
Talsperrenbetrieb für den Naturschutz
Dipl.-Ing. Justus Teicke, Dipl. Biol. Dr. Kathrin Baumann
WasserstandsschwanTalsperren und Naturschutz werden in der Regel als Gegensätze betrachtet. Im Oberharz gibt es aber alte Talsperrenanlagen, die nach einem über Jahrhunderte andauernden rücksichtslosen Betrieb eine extrem seltene Flora und Fauna erzeugt haben. Nachdem eine wasserwirtschaftliche Nutzung dieser Stauanlagen heute kaum noch erfolgt, wird ausdrücklich von den Naturschutzbehörden ein Betrieb mit weiterhin schwankenden Wasserständen gefordert.
Gekoppelte Bewirtschaftung von Wassermenge und Wassergüte an der Oleftalsperre
Dipl.-Ing. Joachim Lange, Dipl.-Ing. Herbert Polczyk, Dr.-Ing. Hubert Lohr
Im Zuge der gebotenen Anpassung des wasserwirtschaftlichen Betriebs und in Anbetracht zu erneuernder Stau- und Wasserrechte wurden die Betriebsregeln an der Oleftalsperre überarbeitet. Neu aufgebaut wurden eine dynamische Bewirtschaftung des Hochwasserrückhalteraums sowie eine mengen- und gütebezogene Regel für die Sicherung des Mindestinhaltes im Hypolimnion. Mit der Integration von Wassermengen- und Wassergüteparametern ist u. a. die gewünschte Anhebung der 10-°C-Isotherme im Staukörper erreicht worden. Mit dem Programm TALSIM erfolgt die operationelle Umsetzung der Steuerungsempfehlungen im laufenden Betrieb.
Sanierung Mittlerer-Isar-Kanal – technische und wirtschaftliche Herausforderungen
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Strasser, Dipl.-Ing. Helmut Rehm
Nach über 80-jähriger Betriebszeit wurde im Jahr 2009 der Mittlere-Isar-Kanal in den Haltungen 2 und 3 saniert. Dabei wurde infolge des Schadensbildes der Einbau einer neuen Kanaldichtung erforderlich. Nachdem in einem Teilbereich infolge der Untergrund- und Grundwasserverhältnisse sowie aus wirtschaftlichen Gründen auf eine vollständige Trockenlegung des Kanals verzichtet wurde, erfolgte der Einbau der Dichtung bei teilabgesenktem Wasserspiegel.
Erweiterung des Pumpspeicherkraftwerkes Vianden in Luxemburg mit einer 11. Maschine
Dipl.-Ing. Michael Moltrecht, Dr.-Ing. Gerhard Eickmann, Dipl.-Geol. Rolf-Günter Köhn
Zur Deckung der zunehmenden Nachfrage nach flexibel einsetzbarer Kraftwerksleistung wird die Société Electrique de l‘Our (SEO) als Betreiber des bestehenden Pumpspeicherkraftwerkes Vianden, die Anlage mit einer zusätzlichen Pumpturbine von 200 MW Leistung erweitern. Die neue Maschine wird in einer separaten Kaverne untergebracht und erhält eigene Wasserwege. Parallel dazu wird der Nutzstauraum im Ober- und Unterbecken um 0,5 Mio. m³ vergrößert.
Nachhaltige Wasserkraftnutzung – Wo stehen wir 10 Jahre nach Erscheinen der WCD-Empfehlungen?
Cathleen Seeger
Großstaudämme stehen nach einer längeren Diskussionsphase wieder auf der Agenda internationaler Finanzierungsorganisationen und Entwicklungsländern mit großem Wasserkraftpotenzial. Die deutsche Entwicklungszusammenarbeit hat sich auf die Empfehlungen der World Commission Dams (WCD) verpflichtet und versucht diese Empfehlungen umzusetzen. Dieser Artikel stellt die Rolle der deutschen Entwicklungszusammenarbeit 10 Jahre nach Erscheinen des WCD- Berichtes dar. Auf der Basis von zwei Beispielen, dem Staudamm-Dialog in Ghana und der Unterstützung des Hydropower-Sustainability- Assessment-Forums, sollen die Ziele und Motive der deutschen Entwicklungszusammenarbeit verdeutlicht werden.
Wasserkraftanlage Ermenek – Einstau des Reservoirs
Johannes Linortner, Prof. Dr. Gerald Zenz, Dr. Roman Kohler
Das Kraftwerk Ermenek liegt im Süden der Türkei und ist mit einer installierten Leistung von 300 MW für eine Jahreserzeugung von 1 000 GWh ausgebaut. Es wird von einem türkisch-österreichischen Konsortium errichtet. Auftraggeber ist die türkische Wasserbaubehörde DSI. Die doppelt gekrümmte Bogenstaumauer hat eine Höhe von 218 m. Das Reservoir mit 4 600 Mio. m3 Speicherinhalt ist über einen 8,0 km langen Druckstollen und einen 1,1 km langen Schrägschacht mit dem Krafthaus verbunden. Die Betonierarbeiten an der Sperre wurden im Oktober 2009 fertig gestellt. Im August 2009 wurde mit dem Einstau der Sperre begonnen. Das Überwachungskonzept für das Bauwerk wird zusammenfassend dargestellt.
Alara-Wasserkraftprojekt, Türkei – Ingenieurleistungen im Spannungsfeld des Machbaren
Dipl.-Ing. (FH) B. Eng. Helmut Ferrari
In der Türkei herrscht ein ungebremster Bedarf an Energie. Um diesen Bedarf zu decken wird neben thermischen und Windkraftprojekten auch eine Vielzahl von Wasserkraftprojekten realisiert. Anhand des Projektes Alara sollen beispielhaft die Konflikte des Ingenieurs zwischen Auftraggeberinteressen, mangelnder Datenlage, schwieriger Geologie sowie dem Anspruch auf beste Ingenieurleistungen und optimale Lösungen dargestellt werden.
Planung und Bau von kleinen und mittelgroßen Wasserkraftanlagen in der Türkei
Dr.-Ing. Beate Kohler, Prof. Dr.-Ing. Stephan Heimerl, Dr.-Ing. Ronald Haselsteiner
In der Türkei wird die Wasserkraft seit einigen Jahren aufgrund eines sehr stark steigenden Energiebedarfs in großem Umfang ausgebaut. Insbesondere Wasserkraftanlagen mit geringer bis mittlerer Leistung bis ca. 50 MW sind hierbei von Bedeutung. Die besonderen türkischen Gegebenheiten beim Genehmigungsverfahren und dem gesamten Planungsablauf spielen eine entscheidende Rolle beim Einstieg in den türkischen Wasserkraftmarkt.
Erdbebenbemessung von Stauanlagen gemäß DIN 19 700 – Arbeitshilfe für Baden-Württemberg
Dr.-Ing. Andreas Bieberstein, Dr. sc. techn. Jost A. Studer, Dr. sc. techn. Thomas M. Weber, Dr. Gottfried Grünthal
In Baden-Württemberg existieren mehrere hundert Stauanlagen, und neue Anlagen werden geplant und gebaut. Zur Erdbebenbemessung dieser Anlagen gemäß DIN 19 700 fehlten bislang die erforderlichen Grundlagen. Die Einschätzung der Erdbebengefährdung entsprechend der Anforderungen der DIN 19 700 liegt nunmehr vor [1]. Auf dieser Basis wurde für Baden-Württemberg eine Arbeitshilfe zur Erdbebenbemessung von Stauanlagen gemäß DIN 19 700 erarbeitet. Dieser Beitrag stellt die Arbeitshilfe vor.
Komplexe seismotektonische und topographische Verhältnisse beim Rudbar-Lorestan-Schüttdamm im Iran
Dr. Martin Wieland
Die Sperrenstelle des 156 m hohen Rudbar-Lorestan-Schüttdamms liegt in einem seismisch sehr aktiven Gebiet im Zagros-Gebirge, Iran. In einer Entfernung von 1,5 km befindet sich eine Verwerfung, an der Erdbeben mit einer Magnitude von 7,5 auftreten können. Starkbeben können entlang von Diskontinuitäten an der Sperrenstelle Verschiebungen verursachen, die bei der Wahl des Dammtyps maßgebend sind. Die maximale Grundbeschleunigung des Sicherheitserdbebens beträgt 0,7 g.
Boden- und Felskennwerte für den Neubau einer Kraftwerkskaverne in Vianden, Luxemburg
Prof. Dr. Kurt Schetelig, Fernand Zanter, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Köngeter, Dr.-Ing. Michael Heitfeld
Für den Neubau einer Kraftwerkskaverne und ergänzende Baumaßnahmen wurden die geotechnischen Untersuchungen für bereits bestehende Anlagen und die Kontrollmessungen während der Bau- und Betriebszeit ausgewertet. Der Einblick in den Skaleneffekt von Laborversuchen bis zu Messungen im Großraum diente der Gewinnung charakteristischer Kennwerte für Fels und Boden als Großraum sowie der Vorbereitung des Sondierstollens und ergänzender Feldversuche.
Allgemeine Bemessungsdiagramme für den sicheren Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch
Prof. Dr.-Ing. Martin Ziegler, Dipl.-Ing. Benjamin Aulbach
Da gängige Näherungsverfahren für den Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch oftmals unsichere Ergebnisse liefern, wurden am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen umfangreiche Untersuchungen zur Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch durchgeführt. Die Ergebnisse dieser auf der Auswertung von Potenzialliniennetzen beruhenden Untersuchungen mündeten in dimensionslose Bemessungsdiagramme zur Ermittlung der erforderlichen Einbindetiefe.
Airborne und terrestrisches Laserscanning – neue Tools für den Talsperrenbetreiber?
Dipl.-Ing. Richard Gronsfeld, Prof. Dr.-Ing. Peter Sparla, Dipl.-Ing. Wolfgang Weinhold
Im folgenden Beitrag wird ein helikoptergestützes Laserscansystem vorgestellt, welches es ermöglichte, in kürzester Zeit eine integrale Vermessung eines entleerten Staubeckens sowie Bestandsaufnahmen einiger Staubauwerke des Wasserverbandes Eifel-Rur (WVER) durchzuführen. Neben dem sogenannten Airborne-Laserscanning zur Bestandsaufnahme wird die Bauwerksüberwachung mit Hilfe eines terrestrischen Laserscanners vorgestellt.
Anwendung von geophysikalischen Verfahren an Talsperren, Dämmen und Deichen – von der 2-D-Tomografie zur 3-D-Geoelektrik
Dipl.-Geophys. Jakob Schwabe, Dipl.-Geol. Frederick Rose
Beim Bau und Erhalt von Talsperren und Anlagen, wie Speicherbecken, Dämmen und Deichen, ist eine genaue Kenntnis der Untergrundbeschaffenheit unabdingbar. Im Rahmen von Baugrunderkundungen und Bestandsanalysen können ergänzend zu direkten Aufschlussmethoden geophysikalische Erkundungsmethoden gewinnbringend eingesetzt werden. Hierfür sind moderne, bildgebende tomografische Verfahren besonders geeignet. Als gebräuchliche Verfahren werden die seismische 2-D-Refraktionstomografie, geoelektrische 2-D-Widerstandstomografie sowie die 3-D-Geoelektrik vorgestellt und mit Beispielen belegt.
Erkundung des Alterungszustandes von Dichtungselementen an Stauanlagen mittels tomografischer Messverfahren
Dipl.-Ing. Thomas Fröhner, Dipl.-Geophys. Johannes Preuß
Bei Betrachtung der Zuverlässigkeit der Dichtungselemente von Stauanlagen stellen sich die Fragen nach Leckagen, Bereichen mit eingeschränkter Wirksamkeit oder mit progressiver Schadensentwicklung. Moderne tomografische Verfahren ermöglichen eine umfassende Erkundung des Zustandes von Sohlen-, Damm- und Untergrundabdichtungen. Hydraulisch aktive Zonen im Untergrund lassen sich lokalisieren. Erkundungsaufschlüsse und Messstellen sind dann präzise zu platzieren. Sanierungsart- und -umfang können definiert werden.
Modernisierung des Mehrzweckbeckens Neiße an der Glatzer Neiße, Polen
Dr.-Ing. Ryszard Kosierb, Dipl.-Ing. Piotr Barański, Dipl.-Ing. Krzysztof Broś
Die Oder ist der sechstgrößte Zufluss zur Ostsee. Ein wichtiges Element des Hochwasserschutzes bildet im oberen Oder-Einzugsgebiet die Speicher-Kaskade Neiße, Otmuchow, Topola, Kozielno und Kamieniec an der Glatzer Neiße. Der Speicher Neiße liegt am niedrigsten, deswegen ist sein guter technischer Zustand sehr bedeutend. Um einen reibungslosen Abfluss der Hochwasserwelle durch diesen Speicher zu ermöglichen, ist seine Modernisierung sehr wichtig.
Dez-Damm, Iran: Hohe Sedimentationsraten in der Stauhaltung erfordern den Bau von Spülstollen
dipl. ETH Barbara Schlegel, Dr. Thomas Dietler
Beim Dez-Damm im Iran gefährden hohe Sedimentationsraten den künftigen Betrieb der Stauanlage. Betriebliche, geometrische und geologische Rahmenbedingungen schränken die Möglichkeiten für eine nachhaltige Problemlösung der hohen Sedimentationsraten bei der Wasserfassung stark ein. Es wird vorgeschlagen, die bestehenden Triebwasserwege abschnittsweise neu und auf höherer Kote zu erstellen, die bestehenden Einlassstrukturen mit neu zu erstellenden Spülstollen zu verbinden und so die Dichteströme durchzuschleusen.
Wiederaufnahme des Baus der Wasserkraftanlage Baglihar, Indien, nach dem Verschluss der Umleitungsstollen durch einen Hangrutsch
Dipl.-Ing. Bernhard Stabel
Im Juli und August 2005 kam es im Projekt nach extremen Hochwässern zu Hangrutschungen oberhalb der Portale der Umleitungsstollen. Nach der zweiten Rutschung verschlossen die Rutschmassen die beiden Einläufe. Im Folgenden wurde die zu dieser Zeit etwa bis zur halben Höhe betonierte Staumauer überströmt. Nach dem Studium verschiedener neuer bzw. zusätzlicher Umleitungskonzepte wurde eine Lösung gewählt, die das Aufsprengen eines provisorischen Grundablassstollens vom Unterwasser durch die Staumauer ins Reservoir beinhaltete.
Die Bedeutung von Großversuchsfeldern für die Bauausführung von RCC-Staumauern
Dr.-Ing. Marco Conrad, David Morris
Der Artikel beschreibt Erfahrungen aus verschiedenen Großversuchen für aktuelle, große RCC-Talsperren in Südostasien. Der Fokus ist auf dem Son-La-Wasserkraft-Projekt mit seiner 138 m hohen RCC-Gewichtsstaumauer in Vietnam. Der erste RCC in der Staumauer wurde im Januar 2008 eingebaut, nach acht Monaten waren bereits 1 Mio. m3 RCC betoniert. Die im Großversuch getesteten Prozesse, welche die hohe Einbauleistung und damit gute Qualität des RCC gewährleisten, werden in dem Artikel ebenfalls beschrieben.
Wasserseitige Abdichtung von Staumauern aus Walzbeton – Dimensionierung einer Stahlbeton-Dichtwand am Beispiel des Diamer-Basha-Damms, Pakistan
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dirk Schlicke, Prof. Dr.-Ing. habil. Nguyen Viet Tue, Dr.-Ing. Siegfried Liphardt
Große Staumauern aus Walzbeton bedürfen im Falle einer Vielzahl horizontaler Arbeitsfugen oberstromseitiger Abdichtmaßnahmen. Für die Ausführung des Diamer-Basha-Damms in Pakistan wurde die Möglichkeit der Abdichtung des Dammkörpers mit einer bewehrten Schicht aus konventionellem Massenbeton untersucht. Deren erforderliche Wandstärke sowie die zur Begrenzung der Rissbreite notwendige Bewehrung wurde auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode bestimmt.
Neue Standsicherheitsnachweise für 80 Jahre alte Wehrwalzen
Dipl.-Ing. Frank Roesler
Im Rahmen der Vertieften Überprüfung seiner Stauseen hat der Ruhrverband neue Standsicherheitsnachweise für die Wehrwalzen am Hengstey- und Harkortsee erstellt. Die Neuberechnung erfolgte jeweils an einem 3-D-Modell mittels der Finite-Elemente-Methode. Gegenüber der ursprünglichen Balkenstatik konnte das tatsächliche Tragverhalten besser erfasst werden. So konnten auch Tragwerkselemente nachgewiesen werden, die seinerzeit rein konstruktiv dimensioniert worden waren.
Instationäre Füll- und Entleervorgänge bei der Auslegung der Oberkammer des Wasserschlosses Limberg II
Dipl.-Ing. Dr. techn. Markus Larcher, Dipl.-Ing. Dr. Helmut Knoblauch, Dr. Günther Heigerth, Dipl.-Ing. Erich Wagner, Dipl.-Ing. Paul Stering
Das Pumpspeicherwerk Limberg II der Kraftwerksgruppe Glockner-Kaprun in Österreich nutzt die Höhendifferenz zwischen den beiden bestehenden Jahresspeichern Mooserboden und Wasserfallboden. Am Übergang zwischen dem Druckstollen und dem Druckschacht wird ein gedrosseltes Zweikammerwasserschloss errichtet, das in einem physikalischen Modellversuch (Maßstab 1:30) getestet wurde. In diesem Beitrag werden die instationären Füll- und Entleervorgänge behandelt, die bei der Auslegung der Oberkammer zu berücksichtigen waren.
Experimental Investigation of the Effect of Flip Bucket Splitters on Plunge Pool Geometry
Ph.D. Sébastien Erpicum, Pierre Archambeau, Dr Benjamin Dewals, Prof. Michel Pirotton
Flip buckets are common hydraulic structures aiming at deflecting high velocity flows to a free jet trajectory. Systematic experimental tests have been performed to assess the influence on energy dissipation and the plunge pool geometry of varied repartitions of splitters along the flip bucket width. In particular, it is shown that some configurations can create more erosion than a continuous channel without flip bucket.
Sicherheit und Restrisiko – Ermittlung vielfältiger hydrologischer Lastfälle für Talsperren
Prof. Dr. Andreas Schumann, Dr. Markus Schulte, Dipl.-Ing. Bastian Klein, Dipl.-Geogr. Uwe Petry
Mit der in der DIN 19 700 zugelassenen Berücksichtigung der Retention werden neben dem Hochwasserscheitel auch Form und Fülle der Hochwasserganglinie zur Charakterisierung der hydrologischen Belastung benötigt. Da sich die Angaben zum statistischen Wiederkehrintervall einer Welle nur auf den Scheitel beziehen, müssen zusätzliche Wahrscheinlichkeitsaussagen getroffen werden. Eine Möglichkeit hierzu bieten bivariate Verteilungen, die durch Copula-Funktionen beschrieben werden können.
Die probabilistische Modellierung zur Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit von Staudämmen
Dipl.-Ing. Nils Peter Huber, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Köngeter, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf
Talsperren sind Bauwerke, welche in Deutschland auf Grundlage strenger Bemessungsregeln unter Einbeziehung extremer Belastungsszenarien geplant und gebaut werden. Dennoch kann das Versagen nicht vollkommen ausgeschlossen werden. Die Quantifizierung von Versagenswahrscheinlichkeiten ist ein wichtiger Schritt, um Restrisiken objektiv analysieren und mindern zu können. Sie kann durch Einsatz eines neu entwickelten probabilistischen Modells gelingen.
Entlandung des Stausees Solis mittels Geschiebeumleitstollen
Christian Auel, Thomas Berchtold, Dr. sc. techn. Robert Boes
Im Stausee Solis steht infolge Verlandung mehr als ein Viertel des rsprünglichen Speichervolumens nicht mehr zur Verfügung. Aus diesem rund plant der Betreiber den Bau eines Geschiebeumleitstollens. Bei Hochwasser wird der Stausee abgesenkt, der Verlandungskörper liegt frei, das Sediment erodiert. Ein Leitbauwerk lenkt das Material in Richtung Umleitstollen. Von dort wird es im Stollen um die Staumauer herum in das Unterwasser abgeführt.
Hydraulische Modellversuche für Betriebseinrichtungen an Stauanlagen
Dipl.-Ing. Holger Haufe, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm
Betriebseinrichtungen an Stauanlagen müssen unter Extrembeanspruchungen hydraulisch einwandfrei und zuverlässig funktionieren. Mit hydraulischen Modellversuchen kann die Betriebs- und Funktionssicherheit nachgewiesen und optimiert werden. Die an der TU Dresden zur Beantwortung der vielfältigen Fragestellungen eingesetzten Methoden, die dabei gewonnenen Erfahrungen und die Grenzen der labortechnischen Versuchsdurchführung werden vorgestellt.
Modernisierung des Pumpspeicherkraftwerkes Waldeck I – Sanierung des Oberbeckens
Dipl.-Geol. Rolf-Günter Köhn, Dipl.-Ing. Martin Rau
Das Pumpspeicherwerk Waldeck I ist seit 1932 in Betrieb. Es liegt in Nordhessen in der Nähe des Edersees. Nach über 75 Betriebsjahren waren die 4 Pumpspeichersätze mit einer Gesamtleistung von 140 MW am Ende ihrer Nutzungsdauer angelangt. Die E.ON Wasserkraft GmbH beschloss deshalb, das Pumpspeicherkraftwerk zu modernisieren. Das Modernisierungskonzept umfasst den Neubau eines Schachtkraftwerkes mit einer 70-MW-Pumpturbine und die Ertüchtigung von zwei Turbinen der Altanlage. Ferner wurde das Oberbecken grundlegend saniert.
Hornbergbecken der Schluchseewerk AG – Revision nach 35 Jahren Betrieb
Dipl.-Ing. Gundo Klebsattel, Dr.-Ing. Manfred Rost
Nach rund 35 Jahren Pumpspeicherbetrieb erfolgte 2008 die Revision des Hornbergbeckens mit Instandsetzung der Asphaltbetonoberflächendichtung, Betoninstandsetzung von Einlaufturm, Aufzugsturm, Betonkrümmer und Schrägschachtausmündung, Korrosionsschutz, Entnahme von sehr feinkörnigem Sediment, Ertüchtigung des Dränagesystems mit Ergänzung des Monitoringsystems und Schaffung einer zusätzlichen Entleereinrichtung als Notentlastung.
Instandsetzung der Talsperre Klingenberg – Stand der Projektrealisierung in Phase 2
Dipl.-Ing. Michael Humbsch, Dipl.-Ing. Roland Männel
Die Hauptleistungen zur Instandsetzung der Staumauer der Talsperre Klingenberg begannen Ende 2009 mit der Entleerung der Hauptsperre. Zur Aufrechterhaltung der Rohwasserbelieferung von zwei Wasserwerken wurde eine Ersatzwasserversorgung aufgebaut. Weiterhin wurden zur Entflechtung der Arbeiten am Absperrbauwerk einzelne Bauleistungen vorgezogen ausgeführt. Über die Umsetzung dieser Leistungen und Erfahrungen beim Probebetrieb wird nachfolgend berichtet.
Die geplante Ertüchtigung des Sylvensteinstaudamms
Dipl.-Ing. Gregor Overhoff, Dr.-Ing. Tobias Lang, Dipl.-Ing. Martin Popp
Der Sylvensteinspeicher soll nach 50-jähriger Betriebszeit durch eine zusätzliche Schlitzwand im Damm sowie mit einem neuen Überwachungssystem für das Sickerwasser ertüchtigt werden. Die vorgesehenen Maßnahmen sind auch als Vorsorge gegen die Folgen möglicher Klimaänderungen zu verstehen, da die Größe und enge Folge der jüngeren Hochwasserereignisse in den Jahren 1999, 2002 und 2005 eine künftig stärkere Beanspruchung der Talsperren im alpinen Raum aufgrund des Klimawandels erwarten lassen.
Dichtwände für Diamantentagebauminen in der kanadischen Arktis
Wolfgang G. Brunner, Dipl.-Ing Univ. Stefan Schwank
Vor mehr als 1 Mrd. Jahren entstanden in einer Tiefe von etwa 150 km unter einem Druck von 50 000 bar und Temperaturen von mehr als 1 000 Grad Celsius die Diamanten. Das flüssige Gestein stieg dann vor etwa 55 Mio. Jahren in einer Eruptionsphase mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 30 km pro Stunde durch tief reichende Risse in der Erdkruste auf und bildete die so genannten Kimberlitschlote, die mit diamanthaltigem Kimberlitgestein gefüllt sind.
Kongress Wärmegewinnung aus Abwasser
Dr.-Ing. Jan Butz
Das Umweltministerium Baden-Württembergs hat die Abwasserwärmenutzung als umweltfreundliche Technologie erkannt.
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