Modellierung der Sickerwasserströmungen an Gewichtsstaumauern am Beispiel der Schwarza-Talsperre
Die Sickerströmung in Staumauern hat einen wesentlichen Einfluss auf die Tragsicherheit der Absperrbauwerke. Auf der einen Seite kann diese zu einem Materialaustrag führen, der langfristig eine Querschnittschwächung bewirkt. Anderseits spielen die aus der Unter- bzw. Durchströmung resultierenden Auftriebs- und Strömungskräfte hinsichtlich der Standsicherheit eine große Rolle. Um den Einfluss der resultierenden Kräfte aus der Sickerströmung auf die Verformungs- und Spannungsverteilung von Staumauern zu analysieren, kann die Finite-Element-Software ANSYS mit der Analogie zu stationären Temperaturfeldberechnungen verwendet werden. Im Rahmen einer Master-Thesis wurden verschiedenen Berechnungsvarianten beispielhaft für die Schwarza-Talsperre durchgeführt.
Die Schwarza-Talsperre liegt im Hochschwarzwald und wird von der Schluchseewerk AG als Bestandteil dreier kaskadenförmiger Pumpspeicherwerke betrieben. Die aus insgesamt fünf Talsperren bestehende Kraftwerksgruppe erstreckt sich vom Schluchsee auf 930 m ü. N. N. bis hinunter zum Rhein bei Waldshut auf 310 m ü. N. N. und hat im Turbinenbetrieb eine Ausbauleistung von 540 MW und im Pumpbetrieb eine maximale Leistung von 308 MW.
Die von 1929 bis 1931 erbaute Schwarza-Talsperre hat einen Speicherinhalt von 1,3 Mio. m³ und wird aus einem 20,5 km² großem Einzugsgebiet gespeist. Das Staubauwerk ist als gekrümmte Gewichtsstaumauer mit einem Radius von 140 m ausgeführt, besitzt eine Höhe von 36 m über der Talsohle und eine Höhe von 43 m über der Gründungssohle. Die Mauerkrone ist 158 m lang und 3,7 m breit. Dadurch ergibt sich ein Bauwerksvolumen von 44 000 m³. Aufgrund der Abmessungen repräsentiert das Staubauwerk der Schwarza-Talsperre eine durchschnittliche Gewichtsstaumauer im deutschen Raum.
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| Quelle: | Wasserwirtschaft 03/2013 (März 2013) | |
| Seiten: | 4 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
| Autor: | M. Eng. Lars Rupp  Prof. Dr.-Ing. Olaf Niekamp Dipl.-Ing. Tobias Gebler | |
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