Talsperre
Eine Talsperre ist das Absperrbauwerk gewöhnlich für einen Wasserspeicher, einen Stausee selbst oder eine Wehranlage.
Definition
Technisch-fachliche
Die technisch-fachliche Definition ist: Eine Talsperre ist eine Anlage zum Stauen von fließendem Wasser (Stauanlage), die über den Querschnitt des Wasserlaufes hinaus die ganze Talbreite abschließt. Im Gegensatz dazu schließt ein Wehr nur den Querschnitt eines Wasserlaufes auf dessen Breite ab. Der Stauraum dient als Speicher.
Juristische
Die juristische Definition ist den Wassergesetzen der Länder zu entnehmen, z. B. dem §84 SächsWG: Danach ist eine Talsperre eine Stauanlage von mehr als 5 m Höhe (gemessen von der Bauwerkskrone bis zur luftseitigen Geländesohle) und mehr als 100.000 m³ Inhalt.
Funktion einer Talsperre
Talsperren dienen folgenden Hauptzwecken:
- Trinkwasserversorgung,
- Energieerzeugung,
- Brauchwasserversorgung (Industrie und Landwirtschaft),
- Hochwasserschutz,
- Niedrigwasseraufhöhung,
- Schiffbarmachung
- Wehranlage
Die Nutzung der Wasserflächen für Freizeit und Erholung ist meist zweitrangig.
Absperrbauwerke: Eine Klassifizierung
Man unterscheidet folgende Ausführungen der Absperrbauwerke:
- Staudamm: Die Talsperre wird aus Gestein und Erde aufgeschüttet. Die Stabilität des Bauwerks ist durch das Eigengewicht und den flachen Böschungswinkel gegeben. Die Oberfläche auf der Wasserseite wird durch eine Lehm oder Tonschicht abgedichtet. Nur der Überlauf wird meist gemauert ausgeführt. Diese Sperren werden für kleine Becken an kleinen Flüssen verwendet. Beispiele: Trinkwassertalsperre Frauenau, Stausee Göscheneralp, Mattmarksee.
- Gewichtsstaumauer oder Schwergewichtsmauer: Diese Mauern werden im Kern aus Mauerwerk oder Beton hergestellt. Die Oberfläche wird abgedichtet und die Mauerkrone befestigt. Auch diese Mauern stehen durch ihr Eigengewicht. Beispiele: Grande Dixence, Sihlsee, Rappbode-Talsperre, Moserboden-Talsperre in Kaprun/Salzburg.
- Bogenstaumauer oder Gewölbestaumauer: Bei sehr hohen und nicht sehr breiten Tälern wendete man die Bogenstaumauern zuerst an. Die Mauer ist nicht gerade, sondern bildet einen gegen die Wasserseite vertikal und horizontal gespannten Bogen. Der durch das Wasser erzeugte Druck auf die Mauer wird über den Bogen auf die seitlich im Berg gelegenen Fundamente abgeleitet. Bei dieser Mauerform ist die Bindung an den Fels besonders wichtig. Bogenstaumauern werden bei Schweizer Stauseen am häufigsten angewendet. Beispiele: Lac de Mauvoisin, Zervreilasee, Kölnbreintalsperre im Oberen Maltatal bei Gmünd/Kärnten.
- Pfeilerstaumauer: Das ist im Wesentlichen eine Betonstaumauer mit Pfeilern, die die Kräfte in den Untergrund ableiten, und materialsparenden Zwischenräumen (Beispiel Lucendro, Oleftalsperre)
- Eine Sonderform der Staumauer ist in Russland im Permafrostboden des hohen Nordens errichtet worden. Die Mauer besteht aus Gestein und Erde. Als Bindemittel wurde nur Wasser verwendet. Solange der Permafrostboden nicht auftaut, wird die Mauer stabil sein, denn auftretende Risse, in die Wasser eindringt, frieren auf der Luftseite zu.
Oftmals haben Talsperren eine Vorsperre oder ein Vorbecken, um von den Zuflüssen mitgeführte Verunreinigungen zurückzuhalten (Baumstämme, Öl, Geröll), was insbesondere bei Anlagen zur Trinkwasserversorgung von Bedeutung ist. Gegen einen über das Sollmaß hinaus gehenden Wasserpegel hilft der Überlauf bzw. die Hochwasserentlastung.
Überwachung
Hinter Talsperren verbirgt sich eine große Gefahr in Form der aufgestauten Wassermengen.
Um die Sicherheit zu erhöhen und damit Talsperren-Katastrophen zu vermeiden, werden laufend Messungen und Kontrollen durchgeführt. Dadurch sollen Veränderungen frühzeitig erkannt werden um gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen vornehmen zu können.
- Hochwasserentlastung:Die Hochwasserentlastung dient dem kontrollierten Ableiten von Hochwässern für den Fall, dass der Speicher bereits voll ist und im Einzugsgebiet des Speichers sehr viel Regen fällt. Durch Öffnungen in der Staumauerkrone, über welche eine Brücke führt, kann das Wasser im Hochwasserfall geordnet abfließen.
- Grundablässe:Durch die Grundablässe kann der Speicher bei Gefahr rasch geleert werden.
- Überwachung durch Begehung:Erfahrungsgemäß würden die meisten Veränderungen im Bereich von Talsperren und an den Talsperren selbst durch Beobachtung erkannt werden. Neben dem ständigen Fernüberwachen ist es sehr wichtig, die Talsperren und das umliegende Gelände regelmäßig vor Ort zu besichtigen. Das erfolgt in kurzen Abständen bei periodischen Begehungen.
- Meßtechnische Überwachung
Mit einem umfangreichen Meßsystem wird erfasst, wie die Talsperre auf die Wasserdruckbelastung und andere äußere Einflüsse reagiert.
- Wetterstationen: Wetterstationen liefern Temperatur- und Niederschlagswerte. Sie werden gebraucht, um das Verhalten der Sperre beurteilen zu können. Die Wetterwerte werden aber auch benötigt, den Speicherinhalt optimal zu nutzen.
- Geodätische Messungen: Mindestens einmal jährlich werden geodätische Messungen durchgeführt. Das sind absolute Lage- und Höhenmessungen.
- Wassermessungen:Das Messen der Sickerwässer ist bei Talsperren besonders wichtig. Vor allem der Untergrund von Sperren ist nie vollständig dicht. Sickerwässer im Untergrund gehören zum normalen Betrieb von Talsperren. Die Sickerwässer lassen Rückschlüsse auf Veränderungen im Sperrenkörper und im Sperrenuntergrund zu. Der Wasserdruck im Fundament von Sperren, der sogenannte Auftrieb, hat bei Beton-Gewichtsmauern besondere Bedeutung. Er wirkt aus dem Gebirgsfundament auf den Sperrenkörper. Durch ausreichendes Ableiten des Sickerwassers wird die Standsicherheit der Sperre gewährleistet. Der Druck auf die Sohle der Sperre wird ständig mit Piezometern oder Manometern gemessen.
- Verformungsmessungen: Das Messen der Verformungen beruht auf dem physikalischen Prinzip, dass sich jedes Bauwerk verformt, wenn es belastet wird. Staumauern werden durch Wasserdruck und Temperaturschwankungen belastet. Die dadurch auftretenden Verformungen bei Talsperren sind jedoch so gering, dass sie mit freiem Auge nicht zu erkennen sind. Mit Hilfe verschiedener Spezialinstrumente werden alle Bewegungen registriert.
- Extensometermessung: Bei der Extensometermessung wird die Längenänderung der Staumauer in verschiedene Richtungen der Staumauer registriert.
- Lotmessung: Mit einem Lot im Inneren der Staumauer wird gemessen, ob sich die Dammkrone horizonal verschiebt.
- Inklinometermessung: Das Inklinometer misst mögliche Veränderungen des Neigungswinkels einer Staumauer.
Berühmte Talsperren (als Wasserspeicher)
- Akosombo-Staudamm
- Drei-Schluchten-Damm
- Edertalsperre
- Eschbachtalsperre - erste deutsche Trinkwassertalsperre
- Hoover-Staudamm
- Itaipú
- Kölnbreinsperre
- Königin-Sirikit-Staudamm
- Lac du Der-Chantecoq
- Möhnetalsperre
- Assuan-Staudämme
- Rurtalsperre
- Yesa-Talsperre
Berühmte Talsperren (als Wehranlagen)
Siehe auch
- Damm
- Liste der Speicherseen in der Schweiz
- Von Stauseen überflutete Dörfer in der Schweiz
- Liste von Talsperren in Deutschland
- Wasserkraft
- Wasserverband Eifel-Rur
- Intze-Prinzip, Otto Intze
- Talsperren-Katastrophen
Weblinks
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