Verlandungsproblematik bei Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen: Fid-Bau Portal

Verlandungsproblematik bei Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen

DI Dr. Harb, Gabriele / DI Dr. Badura, Hannes / Asst.-Prof. DI Dr. Schneider, Josef / Univ.-Prof. DI Dr. Zenz, Gerald

Zusammenfassung Verlandungsprozesse, die durch die Reduktion der Fließgeschwindigkeiten in Stauräumen hervorgerufen werden, bewirken oft unerwünschte Effekte sowohl im Bereich des Stauraumes als auch im Unterwasser. Neben möglichen Hochwasserproblemen im Stauwurzelbereich durch das Anheben der Sohle können Verlandungen in Wehrnähe unerwünschte Zuströmsituationen hervorrufen. Im Unterwasser sind Kolmationsprozesse, das Fehlen von mobilen Grobsedimenten und Probleme bei Stauraumspülungen (z. B. zu hohe Schwebstoffkonzentrationen) direkte Folgen dieser Verlandungsproblematik. Der vorliegende Beitrag behandelt als Beispiel die Optimierung der Spülstrategie für den Stauraum des Kraftwerkes Leoben, der durch seine geringe Größe gekennzeichnet ist. Im Stauwurzelbereich kommt es zu kontinuierlichen Anlandungen, welche die Hochwassersicherheit in diesem Bereich reduzieren. Der Betrieb während der ersten Jahre hat gezeigt, dass Stauraumspülungen notwendig sind. Um eine optimale Stauraumbewirtschaftung zu erreichen, wurden Naturmessungen sowie numerische Untersuchungen durchgeführt. Das vorliegende Beispiel zeigt, dass damit eine erhebliche Verbesserung der ursprünglich vorgesehenen Spülstrategie zu erreichen ist. Somit sind wirtschaftliche, aber vor allem ökologisch verträgliche Verbesserungen zu erreichen, die eine nachhaltige Nutzung des Stauraumes ermöglichen.

Abstract Sedimentation processes caused by reductions in flow velocity in reservoirs have undesired effects, not only in the reservoir area itself but also downstream. In addition to possible flood protection problems at the head of the reservoir due to raising of the bed levels, sediment depositions near the weir can affect the operation of the hydro power plant. Downstream siltation, a lack of coarse mobile sediment and problems with reservoir flushing (e.g. too high a sediment concentration) are direct consequences of this problem. This article thus deals with the example of the optimization of the flushing operation for the Loeben power plant, which is characterized by its small size. At the head of the reservoir coarse sediments are deposited, which increases the flood risk in the area. During the first years of service, it became clear that flushing was necessary to limit the sediment depositions in the reservoir. Field measurements as well as numerical simulations were performed to achieve optimal reservoir management. The present example shows that the adapted flushing operation strategy improved the sediment management in the reservoir.