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Hochwasserentlastung

Die Hochwasserentlastung (engl. spillway) ist neben dem Betriebsauslass und dem Grundablass ein wichtiges und für den Betrieb notwendiges Auslassorgan einer Talsperre. Sie ist im Prinzip eine Überlaufsicherung zum Schutz des Absperrbauwerks. Die Einrichtung wirkt als Bypass und muss imstande sein den grösstmöglichen Hochwasserzufluss auch bei vollem Stausee abzuführen ohne die Talsperre zu gefährden. In der Mehrheit sind Hochwasserentlastungen passive Anlagen, die bei Vollstau der Talsperre das Wasser ungesteuert als Überfall ableiten. Daneben existieren aktive Entlastungsanlagen mit einem oder mehreren Verschlussorganen, die nach Öffnung einen in Grenzen gesteuerten Betrieb ermöglichen. In Bezug auf die Ökologische Durchgängigkeit der Fließgewässer stellen diese Bauwerke wie auch alle Talsperren ein unüberwindbares Hindernis dar.

Hintergrund und Bemessung

Als Folge von lang anhaltenden Regen und/oder ⁠Starkregen⁠ im Einzugsgebiet kann durch Hochwasser im Oberlauf das Stauziel der Talsperre überschritten und der Stauraum vollständig gefüllt werden. Um den unkontrollierten Anstieg des Wasserspiegels und ein Überströmen der Bauwerkskrone zu verhindern ist eine ausreichend dimensionierte Hochwasserentlastungsanlage erforderlich. Eine Schwelle mit definierter Höhe markiert den Wasserstand, bei dem der Überlauf erreicht und das nicht speicherbare Wasser am Staudamm oder der Staumauer vorbei ins Unterwasser abgeleitet wird. Dadurch wird das Absperrbauwerk vor Überlastung aus einem zu hohen Wasserstand im Stausee geschützt.

Die Dimensionierung der Hochwasserentlastung bei großen Talsperren der Klasse 1 erfolgt gemäß DIN 19700-10 für ein 1000-jähriges Hochwasser (Jährlichkeit 0,001/a), bei dem keine Schäden an den Bauwerken der Talsperre auftreten dürfen. Dieses Bemessungshochwasser ist ein statistisch ermittelter Wert für ein Hochwasser, das ein Mal in 1000 Jahren auftreten würde. Für kleinere Talsperren der Klasse 2 wird dazu ein 500-jähriges Hochwasser angesetzt. Bis zur Größe dieser Wassermenge muss die Tragsicherheit, die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit der Stauanlage ohne Einschränkungen nachgewiesen werden. Für den Standsicherheitsnachweis des gesamten Absperrbauwerks muss gemäß DIN ein zweiter Bemessungsfall untersucht werden, bei dem auch Beschädigungen in Kauf genommen werden dürfen. Klasse 1 Talsperren werden in dem Fall für ein Hochwasser alle 10.000 Jahre untersucht, bei Klasse 2 ist die Grundlage der Wahrscheinlichkeitsberechnung ein Wert von 5.000 Jahren.

Die Bemessung von Hochwasserentlastungsanlagen mittels hydraulischer Berechnungsmethoden ist trotz vieler Fortschritte immer noch stark eingegrenzt. Daher bilden immer noch klassische Modellversuche die Grundlagen zur Gestaltung der Anlage in Form und Verlauf. Mit den Untersuchungen zum Strömungsverlauf an einem hydraulischen Modell kann eine optimale Lösung für die Entlastungsanlage gefunden werden.

Bestandteile

Die Hochwasserentlastungsanlagen bestehen aus drei Elementen:

• dem Einlaufbauwerk,
• dem Fortleitungsbauwerk und
• dem Auslaufbauwerk.

Einlaufbauwerke

Das Einlaufbauwerk bzw. das Überlaufbauwerk ist der funktionale Beginn der Hochwasserentlastungsanlage, die bisweilen auch überdacht ausgeführt ist. Die Gesamtlänge dieser meist festen Schwelle ist maßgebend für das Abfuhrvermögen der Hochwasserentlastung. Zur Ausführung kommen verschiedene Bauformen, die für Regelungszwecke auch bewegliche Organe beinhalten können. Die dabei verbauten Verschlüsse müssen aber zu jeder Zeit betriebsbereit sein und notfalls von Hand bewegt werden können. Die Typen sind:

Bisweilen sind die Bauwerke überdacht oder bilden den Stolleneinlauf des Fortleitungsbauwerks.

Hangkanaleinlauf

ist ein meist rechteckiger Kanal am Ufer im Hangbereich vor dem Absperrbauwerk. Diese Sammelrinne wird über einen Seiteneinlauf gefüllt, der als Streichwehr wirkt.

Entenschnabel

ist eine Sammelrine mit einem U-förmigen Kragen, sodass von beiden Seiten Wasser einströmen kann.

Frontalüberfall

ist eine meist gerade und feste Wehrschwelle, die auch bogenförmig gegen den Wasserdruck ausgeführt ist. Je nach Bemessungshochwasser kann die Schwelle eine große Breite aufweisen.

Überfalltulpe oder Einlauftrompete

ist ein kelchartiger Überlauf, bei dem der Rand eine ringförmige Schwelle bildet.

Durchlass oder Scharte

ist eine Öffnung in einer Staumauer, um das Wasser auf kurzem Weg direkt durch die Mauer zu führen. Die Durchlässe liegen meist oberhalb des Stauziels. Bei Anordnung unterhalb des Stauziels müssen Verschlussorgane eingebaut werden.

Saugheber

ist ein festes Wehr, das ab einer definierten Schwelle als Heberwehr große Wassermengen schnell abführen kann.

Fortleitungsbauwerke

Die im Anschluss an das Einlaufbauwerk liegenden Fortleitungsbauwerke müssen in erster Linie das Wasser schnell und sicher vom Damm oder der Mauer abführen. Die auch Transportbauwerk bezeichneten

Schussrinnen

sind offen oder abgedeckt Rinnen mit großem Gefälle

Raugerinne Freier Fall Mauerrücken Kaskade Freispiegelstollen Druckstollen Fallschacht

Talsperre

= vorhanden

• Viele Talsperren haben eine Vorsperre, die ein Vorbecken aufstaut. Sinn der Vorsperre ist in der Regel, Fremd- und Trübstoffe sowie Sedimente von der Hauptsperre möglichst fernzuhalten. Darüber hinaus minimiert eine Vorsperre mit festem Dauerstau die nicht immer ästhetisch anmutenden trockenfallenden Uferzonen im Stauwurzelbereich.
• Das Überlaufbauwerk beziehungsweise die Hochwasserentlastungsanlage führt große Hochwässer schadlos am Absperrbauwerk vorbei.
• Der Grundablass dient der Regulierung des Wasserspiegels, insbesondere bei Hochwasser, bei Bautätigkeiten und bei einer völligen Entleerung der Talsperre.
• Die Betriebswasserentnahmeleitung entnimmt im regulären Betrieb das Wasser für den Turbinenbetrieb, die Trinkwassergewinnung und/oder die Unterwasserabgabe. Sie kann baulich mit dem Grundablass verbunden sein, wird aber häufig als separate Leitung ausgeführt.
• Die Nachsperre bzw. das Ausgleichsbecken unterhalb der Hauptsperre gleicht unregelmäßige, durch Turbinenbetrieb zur Spitzenstromerzeugung entstandene Unterwasserabgaben aus und gewährleistet eine kontinuierliche Abgabe ins Unterwasser.
• Mindestens ein Zulauf- und ein Unterwasserpegel dokumentiert bei den größeren Talsperren die hydrologische Situation und die korrekte Betriebsweise.
• Mess- und Kontrolleinrichtungen zur Messung und Aufzeichnung des Wasserspiegels, der Verformung des Absperrbauwerkes, des Sickerwassers und des Wetters.

Hochwasserentlastung und Tossbecken

Die Hochwasserentlastungsanlage ist ein wichtiger und notwendiger Bestandteil einer Talsperre, um das Absperrbauwerk vor zu hoher Belastung zu schützen. Als Folge großer Regenmengen im Einzugsgebiet kann durch Hochwasser im Oberlauf der Talsperrenstauraum voll- und überlaufen. Bei Staudämmen muss das Überströmen der Bauwerkskrone unter allen Umständen verhindert werden, da dadurch ein Bruch mit völligem Versagen des Bauwerks (siehe Dammbruch) entstehen kann. Nur eine ausreichend dimensionierte Hochwasserentlastungsanlage ist in der Lage das nicht speicherbare Wasser kontrolliert (rasch und schadlos) am Absperrbauwerk vorbeizuführen.

ist  mit dem Überlaufbauwerk, denn als Folge großer Regenmengen im Einzugsgebiet kann durch Hochwasser im Oberlauf der Talsperrenstauraum voll- und überlaufen. Nach DIN 19700 (nachschauen wo) ist eine Bemessung nach dem vermutlich größten Hochwasserabfluß zu bemessen (engl. PMF = probable maximum flood)

und Neben passiven Anlagen werden auch aktive Hochwasserentlastungen eingesetzt, die erst durch Öffnen von Ventilen zum Einsatz kommen.

→ Hauptartikel: Hochwasserentlastung

--- könnte teilweise auch im Hauptartikel untergebracht werden --- dort Kapitel für die 3 Elemente oder Trennung für Mauern und Dämme z.Zt steht dort:

Eine Hochwasserentlastung ist eine Vorrichtung (Bypass) zum Schutz von Absperrbauwerken (z. B. Staumauern, Staudämme), um nicht speicherbares Wasser schadlos abzuführen.

Die Hochwasserentlastung tritt in Funktion, wenn der Wasserpegel eines Absperrbauwerks das Stauziel – meistens bedingt durch verstärkte, außer der Reihe liegende Wassereinträge – überschreitet. Sie schützt den Staudamm bzw. die Staumauer vor außergewöhnlicher Belastung und soll das Überlaufen des Wassers über die Bauwerkskrone verhindern, da beides im schlimmsten Fall zum Versagen der Stauanlage führen könnte. Die Hochwasserentlastung muss für die größtmögliche Flut (Bemessungshochwasser) ausgelegt sein.

Die Hochwasserentlastung besteht aus einem Einlauf-, einem Fortleitungs- (auch Transport-) und einem Energieumwandlungsbauwerk. Zur Weiterleitung wird häufig eine Schussrinne benutzt, zur Energiewandlung meistens das Tosbecken des Hauptauslasses des Sperrwerkes.

Überlaufbauwerk

Eine Schwelle mit definierter Höhe markiert den Wasserstand, bei dem der Speicher voll ist. Eine weitere Erhöhung des Füllstands könnte Schäden verursachen, da die Sicherungsmaßnahmen und Befestigungen nur anhand dieser Grenzhöhe erfolgen. Die Gesamtlänge dieser meist festen Schwelle ist maßgebend für das Abfuhrvermögen der Hochwasserentlastung. An einige Talsperren wird eine Teillänge der Schwelle durch eine bewegliche Klappe gebildet, wodurch der Stauspiegel und damit der Gesamtstauraum bei Hochwasserüberlauf in Grenzen etwas geregelt werden kann.

Fortleitungsbauwerk

Um das überlaufende Wasser möglichst schnell ablaufen zu lassen ist ein möglichst steil abfallender Kanal oder Stollen erforderlich. Besonders an Staudämmen kommen Schussrinnen zum Einsatz, in denen das Wasser mit hoher Geschwindigkeit zum Talgrund abfliesst. Aus Sicherheitsgründen wird das massive Betonbauwerk im Fels des seitlichen Hangbereichs herabgeführt, da das aufgeschüttete Material nicht dauerhaft ausreichend tragfähig ist (Setzung).

Tossbecken

Bei einem Staudamm besteht die Hochwasserentlastung meist aus einer Schussrinne mit einem Tossbecken am unteren Ende. Aus Sicherheitsgründen wird das massive Bauwerk im Fels des seitlichen Hangbereichs herabgeführt.

Als Alternative gelten Turmbauwerke, die im Stauraum vor dem Damm stehen. Ein großer Einlauftrichter nimmt dabei das überschüssige Wasser auf und führt es über einen Stollen unter den Damm hindurch in das Tossbecken und zum Unterwasser.

Da Staumauern relativ unempfindlich auf herabströmendes Wasser sind erhalten sie oftmals mehrere Öffnungen in Höhe des Stauziels, sodass bei Überschreiten das überschüssige Wasser zum Mauerfuss herabstürzen kann. Besonders die alten Intze-Staumauern bieten dabei ein eindrucksvollen Anblick, wenn das Wasser in einem breiten Schleier die Mauer herunterrinnt.

Eine ganz andere Alternative ist eine Hochwasserentlastung, die über einen Stollen seitlich am Absperrbauwerk vorbei führt. Entweder führt der Stollen (bsp. Sylvenstein) direkt ins Unterwasser oder über eine Öffnung mit sprungschanze in ein Tossbecken

Im Gegensatz zu diesen passiven Entlastungsanlagen können in besonderen Fällen auch aktive Einrichtungen eingebaut werden. Die als Notentlastung bezeichneten Abläufe müssen über einen Schieber oder Schütz aktiviert werden. Sie werden meist in einer Höhe deutlich unterhalb des Normstauspiegels angeordnet, damit bei drohendem Hochwasser schon frühzeitig eine Entlastung erfolgen kann.

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Diemeltalsperre

Diemelsee ist der landläufige Name der Diemeltalsperre. Nicht zuletzt durch die Bildung und Namensgebung der Gemeinde Diemelsee ist der Name zum Synonym für die Talsperre geworden. Sie liegt in Nordhessen auf der Grenze zu Nordrhein-Westfalen und gehört zu den größeren Stauanlagen dieser Art (siehe Liste).

Namensgeber ist der im Rothaargebirge entspringende linke Weserzufluss Diemel. Die Stauanlage war von Preussen als Diemeltalsperre errichtet worden, um zusammen mit der Edertalsperre für die Schifffahrt auf den Bundeswasserstraßen Weser und Mittellandkanal den Wasserstand regulieren zu können. Im Gegensatz zu anderen Talsperren ist der Betreiber kein Wasserverband oder Wasserversorger sondern die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), deren Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Weser (WSA Weser) die Wasserabgabe verantwortlich steuert - vllt später erwähnen?. Weitere Aufgaben der Talsperre liegen im Hochwasserschutz und der Stromerzeugung. Das Absperrbauwerk ist eine Gewichtsstaumauer, die seit 2004 als Baudenkmal in die Denkmalliste von Marsberg eingetragen ist.[21 steht dort nicht !!] Nicht zuletzt durch die 1971 gebildete Gemeinde Diemelsee ist der Stauseename zum Synonym der Diemeltalsperre geworden.

Lage und Einzugsgebiet

Geographische Lage

Der Stausee liegt rund 40 km Luftlinie südlich von Paderborn und 15 km nordwestlich der Kreisstadt Korbach. Er breitet sich im grenzübergreifenden Naturpark Diemelsee überwiegend im Landkreis Waldeck-Frankenberg im Gemeindegebiet von Diemelsee aus. Ein kleiner Nordteil mit der etwa 500 Meter südlich des Dorfs Helminghausen stehenden Staumauer gehören zur Stadt Marsberg im westfälischen Hochsauerlandkreis. Die Marsberger Kernstadt liegt etwa 13 km nordöstlich der Staumauer außerhalb des Einzugsgebiets. Einziges Uferdorf ist Heringhausen (zu Diemelsee) am Ostufer des Diemelarms. Südwestlich des Staussees befindet sich das Upland mit dem knapp 10 km entfernten Kernort von Willingen.

Einzugsgebiet und Bemessungshochwasser

Das 104 km² große Einzugsgebiet mit dem Oberlauf der Diemel liegt am Südostabfall des Rothaargebirges, dem Nordostteil des Rheinischen Schiefergebirges. Die Mittelgebirgslandschaft mit Hochheideflächen und Höhen bis zu 700 m ist geprägt von dichten Waldgebieten und offenen Feld- und Wiesenfluren. Rund zwanzig Kilometer unterhalb der Quelle mündet die Diemel in den Südarm der Talsperre. Die gleichlange Itter füllt den Stausee über den Westarm, an dessen Nordufer mit dem Köpfchen (610,4 m ü. NHN) der höchste Punkt in Stauseenähe verzeichnet ist. Unmittelbar ostsüdöstlich der Staumauer erhebt sich der Eisenberg (594,6 m) und wenige Kilometer südlich des Stauraums steht im Upland der 715,1 m hohe Koppen. Die aus dem Einzugsgebiet zufließende maximale Wassermenge (Bemessungshochwasser) beträgt 113 m³/s.

Naturräumliche Zuordnung

übernehmen aus vorhanden

Geologischer Untergrund

http://publications.rwth-aachen.de/record/61896/files/Toennis_Barbara.pdf

Die Diemeltalsperre liegt im Nordosten des rheinischen Schiefergebirges, am Ostende des Obersauerländer Hauptsattels. Das Diemeltal ist im Bereich der Sperrenstelle mit einer Tal- breite von ca. 70 bis 80 m relativ eng ausgebildet. Die Hänge sind unter 30° - 40° geneigt. Im Bereich des Absperrbauwerks steht der sogenannte Wissenbacher Schiefer des unteren Mit- teldevons an, der aus einer Gesteinsfolge aus milden, sandfreien und kalkarmen Tonschiefern, überlagert von kalkarmen Sandfaserschiefern besteht.

Der Untergrund der Mauer liegt noch in dem geschlossenen Rheinisch-Westfalischen Schiefergebirge, bestehend aus einem Tonschiefer mit Feinsandsteinbindern (Wissenbacher Schiefer).

https://www.wsa-weser.wsv.de/Webs/WSA/Weser/DE/SharedDocs/Downloads/Flyer_Diemeltalsperre.pdf (Flywer) https://www.wsa-weser.wsv.de/Webs/WSA/Weser/DE/SharedDocs/Downloads/Flyer_Diemeltalsperre.pdf?__blob=publicationFile&v=1

</references>

Urfttalsperre

Einleitung vorhanden

Die Urfttalsperre ist die älteste Talsperre in der Eifel und war bei ihrer Inbetriebnahme die größte in Europa. Sie staut seit 1905 bei Schleiden mit einer Gewichtsstaumauer die Urft, einem Nebenfluss der Rur im Südwesten von Nordrhein-Westfalen. Im Talsperren-Verbundsystem des WVER (Wasserverband Eifel-Rur), der seit 1993 den Betrieb organisiert, dient sie hauptsächlich der Erzeugung von Strom und hat als weitere Aufgaben Hochwässer zurückzuhalten und in Trockenperioden einen Wasserausgleich herzustellen. Die Talsperre inmitten vom Nationalpark Eifel ist der später gebauten Rurtalsperre unmittelbar vorgelagert. Innerhalb des Einzugsgebiets befindet sich eine weitere Talsperre des WVER, die Oleftalsperre. Auf den Höhen oberhalb des Stauwurzelbereichs der Urft liegt als Hinterlassenschaften des Nationalsozialismus die ehemalige NS-Ordensburg Vogelsang.

Lage und Einzugsgebiet

Geografie

Die Urfttalsperre liegt im Kreis Euskirchen rund 40 km südöstlich der Städteregion Aachen mit dem Dreiländereck. Die belgische Grenze verläuft ca. zehn Kilometer westlich. In weiten Schlingen windet sich der Urftstausee über rund drei Kilometer zwischen Simmerath-Rurberg und Schleiden-Gemünd durch das Tal der Urft.

Topografisch gehört das Gebiet um die Talsperre zur Rureifel, einem Teil der Nordeifel, und wird umrahmt durch den Höhenrücken des Kermeters im Norden und der Dreiborner Hochfläche im Süden. Die Staumauer steht unmittelbar oberhalb des Obersees, dem Hauptvorbecken der Rurtalsperre, und erstreckt sich im 2004 gegründeten Nationalpark Eifel, dessen Wanderzentrum in der ehemaligen Ordensburg Vogelsang untergebracht ist. Von 1946 bis 2005 war die Burg Mittelpunkt im Truppenübungsplatz Vogelsang, der vom belgischen Miltär verwaltet wurde und als militärisches Sperrgebiet nicht betreten werden durfte.

Einzugsgebiet

aus https://wver.de/wp-content/uploads/2019/11/urfttalsperre.pdf Datenblatt Das Einzugsgebiet hat eine Größe von 372,6 km² und beinhaltet fast den gesamten Flusslauf der Urft, da sie kurz unterhalb der Staumauer in die Rur mündete.

Ihr größter Nebenfluss ist die Olef, die oberhalb von Hellenthal mit einer Staumauer zur Oleftalsperre gestaut wird.

Quelle 581 m ü. NHN vollsta 322,5 delta rd. 260 m

am Ende

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Urfttalsperre - im Hintergrund die Burg Vogelsang

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Sylvensteinspeicher

Der Sylvensteinspeicher im Isarwinkel ist die drittgrößte Talsperre in Bayern (siehe Liste von Talsperren in Deutschland) und staut bei Lengries mit einem Staudamm die Isar. Die auch Sylvensteinstausee oder schlicht Sylvensteinsee genannte Stauanlage schützt seit 1959 das Isartal und München vor Hochwasser und dient gleichzeitig der Niedrigwasseraufhöhung und der Stromerzeugung. Eigentümer ist der Freistaat Bayern mit dem Wasserwirtschaftsamt in Weilheim als verantwortlichen Betreiber.

Lage

Der Stausee liegt auf rund 750 m ü. NN am Rand der Bayerischen Alpen im Gemeindegebiet von Lengries im Landkreis Bad Tölz-Wolfratshausen. Rund 12 Kilometer südlich vom Ortszentrum Lengries steht der Staudamm am namensgebende Sylvenstein, einem Felsrücken, der im oberen Isartal eine natürliche Engstelle nach Osten begrenzt.

Der Stausee besitzt eine Oberfläche von rund vier Quadratkilometern und erstreckt sich in West-Ost-Richtung mit drei Armen. Hauptzufluss ist die Isar, die von Westen kommend hinter einer Geschiebesperre in den Stausee fliest. V

Der Stausee wurde nach dem Sylvenstein benannt, Die westliche Begrenzung ist das felsige Hennenköpfl.

Natur- und Landschaftsschutz

Der Sylvensteinsee ist Teil des Landschaftsschutzgebietes „LSG Sylvensteinsee und oberes Isartal in den Gemeinden Lenggries und Jachenau“ (LSG-00341.01), das 1983 unter Schutz gestellt wurde. Teile des Sees zählen seit 2004 zum FFH-Gebiet „Oberes Isartal“. [1] Rund um den Sylvensteinsee befinden Sie sich im Landschaftsschutzgebiet.

• Parken ist nur an entsprechend markierten Flächen erlaubt.
• Bitte nehmen Sie Ihren Müll wieder mit nach Hause und entsorgen Sie ihn ordnungsgemäß.
• Bitte bleiben Sie auf den Wegen. Diese führen Sie zu den Liegewiesen.
• Motorisierte Boote sind nicht erlaubt.
• Es gibt keinen Kiosk - nächste Einkehrmöglichkeit: Jäger von Fall oder Faller Hof im Ort Fall.