Der vorliegende Artikel gibt am Beispiel des Merowe-Staudammes einen Einblick in die hydraulischen Berechnungen, die für ein Wasserkraftprojekt mit einer installierten Leistung von 1 250 MW und einem Mehrzweckspeicher an einem Fluss wie dem Nil erforderlich werden. Er beleuchtet die baubegleitende Entwurfsplanung und spannt den Bogen von der hydraulischen Auslegung über die hydraulischen Modellversuche bis hin zu der Umsetzung in der baureifen Planung. Ziel der hydraulischen Berechnungen ist es, einen sicheren und wirtschaftlichen Entwurf für alle möglichen Betriebszustände zu gewährleisten, der die Gefahr von Schäden am Bauwerk und für die Bevölkerung vermeidet. Bei allen Sicherheitsaspekten, die bei der Planung mit höchster Priorität berücksichtigt wurden, mussten zusätzlich der wirtschaftliche Betrieb der Anlage und die Baukosten Berücksichtigung finden. Dies schließt auch die konstruktive Umsetzbarkeit der aus hydraulischen Gesichtspunkten erforderlichen Entwurfskriterien ein. Die Rückmeldung der Versuchsergebnisse, die Berücksichtigung der tatsächlich angetroffenen geologischen Gegebenheiten sowie die Entwürfe der unterschiedlichen Lieferanten der maschinen- und elektrotechnischen Ausrüstung fließen letztendlich in der baureifen Planung zusammen.
Im Jahr 2002 wurde der Ingenieurvertrag als Ergebnis einer internationalen Ausschreibung an Lahmeyer International GmbH (LI) vergeben, der die Überarbeitung der vorliegenden Ausschreibungsunterlagen, die internationale Ausschreibung und Vergabe der Bau- und Lieferverträge, die baureife Planung, das Vertragsmanagement sowie die Bauüberwachung beinhaltete. Durch den Bau des Merowe- Staudammes und des Wasserkraftprojektes wurden die bereits seit Anfang des letzten Jahrhunderts begonnenen Anregungen, Überlegungen, Untersuchungen und Studien umgesetzt. Das Kernstück des Merowe-Projektes ist der Staudamm mit einer Kronenlänge von 9,7 km und einer maximalen Höhe von etwa 74 m. Der Stausee fasst bei Erreichen des Stauziels ein Wasservolumen von 12,4 km³ und hat eine Gesamtlänge von über 180 km. Im Wasserkraftwerk werden 10 Maschinensätze mit einer installierten Leistung von insgesamt 1 250 MW und einem Durchfluss von etwa 300 m³/s pro Francis-Turbine betrieben. Die durchschnittliche Jahresstromproduktion beträgt bei den bekannten Zuflüssen und Fallhöhen etwa 5 500 GWh regenerativer Energie.
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Quelle: | Wasserwirtschaft 1-2 / 2011 (Januar 2011) | |
Seiten: | 6 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
Autor: | Dr.-Ing. Jens-Uwe Wiesemann Dipl.-Ing. Jörg Weber Bahaeldeen A. Zaid | |
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Unterirdisches Speicherbecken für das Pumpspeicherkraftwerk Forbach
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2016)
Im Zuge der Erneuerung und Erweiterung des Wasserkraftstandortes Forbach der EnBW soll das bestehende Schwarzenbachwerk durch ein neues 50-MW-Pumpspeicherkraftwerk ersetzt werden. Zur Steigerung des Arbeitsvermögens soll das bestehende Ausgleichsbecken im Murgtal vergrößert werden. Eine oberirdische Erweiterung oder die Anlage eines zusätzlichen Speicherbeckens scheiden aus. Es wurde deshalb ein unterirdischer Kavernenspeicher geplant, der mit dem Ausgleichsbecken hydraulisch verbunden ist. In einem Haupt- und sechs Nebenstollen können so rund 200 000 m³ Speichervolumen zusätzlich bereitgestellt werden.
Neubauprojekt Pumpspeicherwerk Atdorf der Schluchseewerk AG
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Die Schluchseewerk AG mit Sitz in Laufenburg, Baden-Württemberg, plant den Bau des Pumpspeicherwerks Atdorf im Südschwarzwald. Das Projekt befindet sich aktuell im Genehmigungsverfahren. Das Projekt zählt zu den größten Bauvorhaben seiner Art in Mitteleuropa und wird ein wesentlicher Baustein der Energiewende sein. Während des Planungsprozesses wurde auf eine größtmögliche Transparenz des Verfahrens durch vielfältige Beteiligung von Öffentlichkeit und Behörden Wert gelegt. Die Dimensionierung der Sperren und Dämme für ein sicheres Verhalten bei extremen und seltenen Erdbebeneinwirkungen bildete einen Schwerpunkt der Planung.
Lange Lebensdauer für Wasserkraftwerkskomponenten
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Die 1.440 m lange Druckschacht-Panzerung bzw. -leitung eines Großprojekts der TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG wird eine der höchstbelasteten in den Alpen
sein. Üblich sind für diese Stahlwasserbauwerke Gebrauchsdauern von 70 Jahren. Um einen sicheren Betrieb für mindestens 100 Jahre zu gewährleisten, gehen die Beteiligten neue Wege – sowohl hinsichtlich der Stahlwerkstoffe als auch deren Verarbeitung. Der neue Stahl alform S580/820 M bildet mit seinen erstmals realisierten Spezifikationen und den sich daraus ergebenden Eigenschaften einen wesentlichen Lösungsansatz. Doch gleichzeitig sind aufgrund der hohen Anforderungen auch in der Fertigung neue Ideen gefragt.
Hydrologie, Sedimentation und Stauraumbewirtschaftung des Merowe-Projektes
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Der Nil ist nicht nur einer der längsten Flüsse der Welt, sondern zählt auch zu den Flüssen mit den höchsten Sedimentfrachten. Neben der Analyse der Abflusscharakteristik, die sich aufgrund der drei maßgebenden Hauptarme des Nils sehr differenziert darstellt, stellte die
Erhebung und Modellierung der Sedimentationsvorgänge ober- und unterstrom des Dammes eine wichtige Basis für die Aufstellung der Regeln zur Stauraumbewirtschaftung dar. Der Artikel gibt einen kurzen Überblick über die wesentlichen Aspekte und Herausforderungen dieser
Aufgaben.
Besondere logistische Herausforderungen beim Bau des Merowe-Staudammes
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Die Anforderungen an die Realisierung eines Infrastrukturprojektes wie des Merowe-Staudammes im Sudan unterschieden sich erheblich von denen eines Großprojektes in Europa. Die Entfernungen im Lande, Kommunikationsmittel, rechtzeitige Beschaffung von Material und Ausrüstung, der Mangel an Fachkräften sowie Unterbringung und Versorgung von bis zu 6 500 Personen waren von den beteiligten Unternehmen während der Bauzeit stets zu bedenken.
Lahmeyer International (LI) wurde vom Bauherrn DIU als Ingenieur unter anderem für die Erstellung des Projektentwurfs, die vertragliche Abwicklung und Bauüberwachung beauftragt – Ingenieuraufgaben, die sich am Merowe-Staudamm deutlich von vergleichbaren Tätigkeiten in Europa unterschieden, nicht nur in Bezug auf die vertraglichen Aufgaben,
sondern auch im Hinblick auf die Qualitätssicherung im Bereich Betonbau
und Dammschüttung.