Verbesserung der Talsperrensicherheit der Sungai-Perak-Wasserkraftanlagen
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Die Wasserkraftanlage Sungai Perak befindet sich auf der malaysischen Halbinsel im Bundesstaat Perak und besteht aus vier Kraftwerken (Bild 1) mit einer installierten Gesamtleistung von 580 MW. Es wurden eine Integritäts- und Stabilitätsanalyse durchgeführt, um den aktuellen Zustand zu erfassen und Ertüchtigungsmaßnahmen, sofern diese erforderlich waren, ausgearbeitet, so dass die Betriebsdauer um mindestens weitere 30 Jahre verlängert werden kann.
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Die Wasserkraftanlage Sungai Perak befindet sich auf der malaysischen Halbinsel im Bundesstaat Perak und besteht aus vier Kraftwerken (Bild 1) mit einer installierten Gesamtleistung von 580 MW. Es wurden eine Integritäts- und Stabilitätsanalyse durchgeführt, um den aktuellen Zustand zu erfassen und Ertüchtigungsmaßnahmen, sofern diese erforderlich waren, ausgearbeitet, so dass die Betriebsdauer um mindestens weitere 30 Jahre verlängert werden kann.
Flexible Ansätze für Betriebsstauziele von Talsperren mit Mehrzwecknutzung
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Versorgungswirksame Trink- und Brauchwassertalsperren erfüllen neben ihrer Hauptfunktion oft weitere wasserwirtschaftliche Aufgaben, wie zum Beispiel den Hochwasserschutz, die Stromerzeugung und die Niedrigwasseraufhöhung [1]. Außerdem wird ihr Umfeld oft zu Zwecken der Naherholung und des Tourismus genutzt. Aus Betreibersicht hat sich insbesondere für Trinkwassertalsperren der integrale Bewirtschaftungsansatz bewährt [2]. Die in den letzten Jahren beobachteten Veränderungen des Klimas und des Abflussregimes [3] sowie die Prognosen für die nächsten Jahrzehnte sind klare Anzeichen einer Zunahme der hydrologischen Variabilität und häufigerer Extreme.
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Versorgungswirksame Trink- und Brauchwassertalsperren erfüllen neben ihrer Hauptfunktion oft weitere wasserwirtschaftliche Aufgaben, wie zum Beispiel den Hochwasserschutz, die Stromerzeugung und die Niedrigwasseraufhöhung [1]. Außerdem wird ihr Umfeld oft zu Zwecken der Naherholung und des Tourismus genutzt. Aus Betreibersicht hat sich insbesondere für Trinkwassertalsperren der integrale Bewirtschaftungsansatz bewährt [2]. Die in den letzten Jahren beobachteten Veränderungen des Klimas und des Abflussregimes [3] sowie die Prognosen für die nächsten Jahrzehnte sind klare Anzeichen einer Zunahme der hydrologischen Variabilität und häufigerer Extreme.
Brennpunkt Unterwasserabgabe: Methodische Ansätze, Erfahrungen, Perspektiven
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Die Unterwasserabgabe (UWA) von Talsperren (TS) ist als Bindeglied zwischen dem Oberlauf, der Stauanlagenbewirtschaftung und dem anthropogen überprägten Unterlauf in den Trockenjahren 2018-2020 wieder vermehrt in den Fokus der Fachwelt und der Öffentlichkeit gerückt. Das mit dem Klimawandel zunehmende Spannungsfeld ergibt sich bei TS mit Mehrfachnutzungen aus den teilweise konträren Anforderungen der öffentlichen Wasserversorgung, Stromerzeugung, Freizeitnutzung, Niedrigwasseraufhöhung, Brauchwasserbereitstellung und dem Hochwasserschutz [1].
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Die Unterwasserabgabe (UWA) von Talsperren (TS) ist als Bindeglied zwischen dem Oberlauf, der Stauanlagenbewirtschaftung und dem anthropogen überprägten Unterlauf in den Trockenjahren 2018-2020 wieder vermehrt in den Fokus der Fachwelt und der Öffentlichkeit gerückt. Das mit dem Klimawandel zunehmende Spannungsfeld ergibt sich bei TS mit Mehrfachnutzungen aus den teilweise konträren Anforderungen der öffentlichen Wasserversorgung, Stromerzeugung, Freizeitnutzung, Niedrigwasseraufhöhung, Brauchwasserbereitstellung und dem Hochwasserschutz [1].
Klimaszenarien zur Optimierung eines Talsperren-Betriebsplans
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Die Wiehltalsperre ist die größte Talsperre des Aggerverbands und wird seit 1973 zur Trinkwasserversorgung betrieben. Bei einer Einzugsgebietsgröße von 46,4 km² und einem Speichervolumen von 31,8 Mio. m³ fasst die Wiehltalsperre ca. einen Jahresabfluss (MQ = 1 m³/s). Nahezu die Hälfte des Jahreszuflusses wird für die Trinkwasserversorgung genutzt. Zusammen mit der Genkeltalsperre versorgt die Wiehltalsperre ca. 500 000 Menschen mit etwa 25 Mio. m³ Trinkwasser pro Jahr.
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Die Wiehltalsperre ist die größte Talsperre des Aggerverbands und wird seit 1973 zur Trinkwasserversorgung betrieben. Bei einer Einzugsgebietsgröße von 46,4 km² und einem Speichervolumen von 31,8 Mio. m³ fasst die Wiehltalsperre ca. einen Jahresabfluss (MQ = 1 m³/s). Nahezu die Hälfte des Jahreszuflusses wird für die Trinkwasserversorgung genutzt. Zusammen mit der Genkeltalsperre versorgt die Wiehltalsperre ca. 500 000 Menschen mit etwa 25 Mio. m³ Trinkwasser pro Jahr.
Regionalisierung von Abflussdauerlinien
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Eine Abflussdauerlinie (ADL) basiert auf der Darstellung von Tagesabflusswerten, welche der Größe nach für einen bestimmten Zeitraum sortiert werden. Durch diese Darstellung lassen sich sehr einfach Informationen darüber ableiten, welche Abflüsse an wie vielen Tagen im Jahr über- oder unterschritten werden. ADL werden in der wasserwirtschaftlichen Praxis für eine Vielzahl an Fragestellungen, wie zum Beispiel zur Wasserkraftnutzung, der Berücksichtigung ökologischer Aspekte, der Wasserentnahme, Vernässungsfragen bei Flutrinnen u. v. m. als Planungsgrundlage benötigt.
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Eine Abflussdauerlinie (ADL) basiert auf der Darstellung von Tagesabflusswerten, welche der Größe nach für einen bestimmten Zeitraum sortiert werden. Durch diese Darstellung lassen sich sehr einfach Informationen darüber ableiten, welche Abflüsse an wie vielen Tagen im Jahr über- oder unterschritten werden. ADL werden in der wasserwirtschaftlichen Praxis für eine Vielzahl an Fragestellungen, wie zum Beispiel zur Wasserkraftnutzung, der Berücksichtigung ökologischer Aspekte, der Wasserentnahme, Vernässungsfragen bei Flutrinnen u. v. m. als Planungsgrundlage benötigt.
3-D-HN-Untersuchungen am Hochwasserrückhaltebecken Watzdorf
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Mit der Errichtung des Hochwasserrückhaltebeckens (HRB) Watzdorf ist beabsichtigt worden, einzugsgebietsbezogen lokal sehr kurzfristig, schnell und intensiv ablaufende Hochwasserereignisse bis zu einem HQ100 beherrschen zu können. Die Untersuchungen zur Hochwassersicherheit basierten im Rahmen der Projektierung und späterer Umbauten auf einfachen, eindimensionalen analytischen Berechnungsansätzen für die Seitenentlastung (SE) unter Ansatz eines HQ1 000.
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Mit der Errichtung des Hochwasserrückhaltebeckens (HRB) Watzdorf ist beabsichtigt worden, einzugsgebietsbezogen lokal sehr kurzfristig, schnell und intensiv ablaufende Hochwasserereignisse bis zu einem HQ100 beherrschen zu können. Die Untersuchungen zur Hochwassersicherheit basierten im Rahmen der Projektierung und späterer Umbauten auf einfachen, eindimensionalen analytischen Berechnungsansätzen für die Seitenentlastung (SE) unter Ansatz eines HQ1 000.
Talsperre Ohra - Ertüchtigung des Trinkwasserentnahmeturmes
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Die Talsperre Ohra wird von der Thüringer Fernwasserversorgung (TFW) betrieben und sichert die Trinkwasserversorgung von ca. 700 000 Menschen in Mittelthüringen. Sie dient ebenfalls dem Hochwasserschutz und der Energiegewinnung. Das Absperrbauwerk ist ein 59 m hoher homogener Steinschüttdamm mit einer Asphaltoberflächendichtung. Der Trinkwasserentnahmeturm (TWET) (Bild 1) ist über das Zwischenbauwerk (ZBW) und das Kreuzungsbauwerk an den Kontrollgang und den Grundablassstollen angeschlossen. Er besitzt eine statisch wirksame Grundfläche von 11 m x 10 m. Die Höhe von der Sohle bis zum Kopfpunkt beträgt 64 m.
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Die Talsperre Ohra wird von der Thüringer Fernwasserversorgung (TFW) betrieben und sichert die Trinkwasserversorgung von ca. 700 000 Menschen in Mittelthüringen. Sie dient ebenfalls dem Hochwasserschutz und der Energiegewinnung. Das Absperrbauwerk ist ein 59 m hoher homogener Steinschüttdamm mit einer Asphaltoberflächendichtung. Der Trinkwasserentnahmeturm (TWET) (Bild 1) ist über das Zwischenbauwerk (ZBW) und das Kreuzungsbauwerk an den Kontrollgang und den Grundablassstollen angeschlossen. Er besitzt eine statisch wirksame Grundfläche von 11 m x 10 m. Die Höhe von der Sohle bis zum Kopfpunkt beträgt 64 m.
Schwemmholz an Talsperren: Abflusskapazität, Aufstau und Gegenmaßnahmen
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Neben Geschiebe und Schwebstoffen werden bei Hochwasser meist auch Schwemmholz und Zivilisationsmüll mitgeführt, die an Einlaufbauwerken von Hochwasserentlastungsanlagen (HWE) zu Problemen führen können. Insbesondere Verklausungen von Schwemmholz an den Wehrkronen oder Wehrpfeilern reduzieren die Abflusskapazität maßgeblich und bewirken unzulässig hohe Wasserspiegel im Stauraum, so dass das erforderliche Freibord unter Umständen nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Neben Geschiebe und Schwebstoffen werden bei Hochwasser meist auch Schwemmholz und Zivilisationsmüll mitgeführt, die an Einlaufbauwerken von Hochwasserentlastungsanlagen (HWE) zu Problemen führen können. Insbesondere Verklausungen von Schwemmholz an den Wehrkronen oder Wehrpfeilern reduzieren die Abflusskapazität maßgeblich und bewirken unzulässig hohe Wasserspiegel im Stauraum, so dass das erforderliche Freibord unter Umständen nicht mehr gewährleistet werden kann.
Alte Schiebertürme an der Urfttalsperre werden erdbebensicher
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Die in der Nordeifel gelegene Urfttalsperre wurde in den Jahren 1900 bis 1905 nach den Plänen von Prof. Intze erbaut und dient mit einem Stauvolumen von 45,5 Mio. m³ bis zum heutigen Tag dem Hochwasserschutz, der Brauchwasserversorgung und der Stromerzeugung. Das als Schwergewichtsmauer konzipierte Sperrbauwerk besteht vollständig aus Bruchsteinmauerwerk und weist in Talmitte eine Fußbreite von 50,5 m und eine Höhe von 58 m auf. Bis zu einer Höhe von etwa 34 m ist der Staumauer im unteren Bereich der aus Hangschutt und Felsgeröll bestehende sogenannte Intzekeil vorgelagert.
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Die in der Nordeifel gelegene Urfttalsperre wurde in den Jahren 1900 bis 1905 nach den Plänen von Prof. Intze erbaut und dient mit einem Stauvolumen von 45,5 Mio. m³ bis zum heutigen Tag dem Hochwasserschutz, der Brauchwasserversorgung und der Stromerzeugung. Das als Schwergewichtsmauer konzipierte Sperrbauwerk besteht vollständig aus Bruchsteinmauerwerk und weist in Talmitte eine Fußbreite von 50,5 m und eine Höhe von 58 m auf. Bis zu einer Höhe von etwa 34 m ist der Staumauer im unteren Bereich der aus Hangschutt und Felsgeröll bestehende sogenannte Intzekeil vorgelagert.
Anpassung eines Betriebsplanes - Was, wenn die Widerstände sehr groß sind?
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Talsperren werden nach bestehenden Betriebs- und Bewirtschaftungsplänen betrieben. Im Rahmen der Evaluierung des Betriebsplanes der Talsperre Kelbra hat sich der Betreiber mit Anpassungen auf Grund von Veränderungen des Umwelt- und Wasserrechts sowie den vielfältigen Nutzungsanforderungen auseinanderzusetzen. Ein Prozess, in dem erhebliche Widerstände und Konflikte verschiedenster Protagonisten zu bearbeiten sind. Im Beitrag wird dargestellt, wie an diesen langwierigen Prozess herangegangen wird, um Akzeptanz auf vielen Ebenen zu schaffen.
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Talsperren werden nach bestehenden Betriebs- und Bewirtschaftungsplänen betrieben. Im Rahmen der Evaluierung des Betriebsplanes der Talsperre Kelbra hat sich der Betreiber mit Anpassungen auf Grund von Veränderungen des Umwelt- und Wasserrechts sowie den vielfältigen Nutzungsanforderungen auseinanderzusetzen. Ein Prozess, in dem erhebliche Widerstände und Konflikte verschiedenster Protagonisten zu bearbeiten sind. Im Beitrag wird dargestellt, wie an diesen langwierigen Prozess herangegangen wird, um Akzeptanz auf vielen Ebenen zu schaffen.
