damm

Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Hoppa till navigation Hoppa till sökning
Oberrabenstein reservoar nära Chemnitz
Flygfoto över Naute -dammen i Namibia (2017)
26 ° 55'53 "S   017 ° 56'18 "E.

En damm med en barriärstruktur i en dal dämmer ett rinnande vatten till en reservoar ; De motsatta dalflankerna bildar dammen i sidled och begränsningen av lagringsutrymmet.

I yrkesvärlden förstås dam som en generisk term för alla associerade system som barriärstrukturen , lagringsutrymmet , utsugningsstrukturerna och översvämningssystemet . [1] [2] I vanliga fall ingår även reservoaren. Ofta kallas bara detta en damm.

definition

Tekniskt-professionellt

Den teknisk-professionella definitionen är: En damm är ett konstruktionssystem för dämning av rinnande vatten ( dammsystem ), som stänger hela dalens bredd utanför tvärsnittet av vattendraget. I motsats till detta stänger en vall bara tvärsnittet av ett vattendrag över dess bredd. Lagringsutrymmet fungerar som förvaring ( DIN standard 19700-11). [3]

Detta inkluderar inte bara ursprungliga barriärer och dammar i bergsdaler . Även vid foten och låglandet dämpar man vatten i så kallade låglandsreservoarer. [4]

Rättslig

Den juridiska definitionen finns i vattenlagarna i förbundsstaterna. Som regel anses ett dammsystem med en höjd av mer än 5 m (mätt från toppen av konstruktionen till den lägsta punkten i området i lagringsanläggningen) och en lagringsvolym på mer än 100 000 m³ vara en damm. [5] [6]

Dammens funktioner

Damm och lagringsutrymme för Rappbodetalsperre

Dammar tjänar följande huvudsyften:

Dessutom används många reservoarer och deras närmaste omgivningar för fritids- och sportaktiviteter och för rekreation . Dessutom kan reservoarer användas för fiskodling .

Graden av expansion

Graden av expansion är en viktig parameter för lagringsfunktionen hos en damm. Detta är lagringsvolymen för lagringsutrymmet dividerat med volymen av det årliga inflödet. Välutrustade dammar har en expansionsgrad på 1,0 (100%) eller mer. Men också dammar med en expansionsgrad på 0,3 (30%) kan fortfarande avsevärt dämpa översvämningar och öka lågvatten i begränsad omfattning. Det finns också dammar med en expansionsgrad på 1 till 2%, men dessa kan knappast användas för lagringshantering.

Klassificering av hindren

Man skiljer mellan följande typer av barriärstrukturer :

damm

Dammen är hopad från sten och jord. Konstruktionens stabilitet ges av dess egen vikt och den plana lutningsvinkeln . När det gäller tätning, görs en distinktion mellan en yttätning och en kärntätning.

I fallet med topptätning, är fördämningen förseglas på vattensidan, till exempel, med ett skikt av lera eller lera . Men det finns också andra utföranden av denna typ av tätning - till exempel asfaltskikt . Nackdelen med denna konstruktion är att tätningen utsätts för effekterna av vädret och axelavrinning och därför är mer sannolikt utsatt för slitage.

När det gäller kärntätningen finns det en så kallad tätningsstång inuti dammen. Nackdelen med denna design är att efterföljande förbättringar eller renoveringar är betydligt svårare. Dessutom är endast bulkmaterialet bakom kärntätningen tillgängligt som anslag mot de horisontellt verkande krafterna (vattentrycket riktas mot dammen), eftersom vattentrycket verkar på tätningen. Detta innebär att dammar med ytförsegling behöver mindre vallmaterial.

Överflödet ( översvämningssystem ) är vanligtvis byggt i murverk eller betong i jorddammar och, om möjligt, grundat på naturlig mark eller ännu bättre på berg.

Dessa barriärer används ofta, men inte uteslutande, för små pooler på små floder. En annan möjlig tillämpning är stora dalsektioner med svår undergrund. Om endast låga marktryck är möjliga på grund av underjordiska förhållanden, till exempel låg tryckhållfasthet i den befintliga jorden, är dammkonstruktionen en av de bästa lösningarna för en damm på grund av dess stora kontaktyta.

Exempel:

Gravitation dam

Dessa väggar är i huvudsak gjorda av murverk eller betong. Ytan är tätad och väggkronan fäst. Denna typ av damm tål endast vattnets tryck på grund av dess vikt.

Exempel:

Valvdamm eller valvdamm

Bågdammar används främst för mycket höga och inte särskilt breda dalar. Väggen är inte plan, utan bildar en båge som sträcks vertikalt och horisontellt mot vattensidan. Trycket på väggen som skapas av vattnet avleds via bågen till grunden på sidan av berget. Med denna typ av vägg är anslutningen till berget särskilt viktig. Bågdammar används mest i reservoarer i till exempel Schweiz och Österrike.

Exempel:

Båge vikt vägg

Vägg och förvaringsutrymme i Hoover Dam

Som en blandad form mellan rena bågdammar och viktdammar: några av lasterna bärs av bågeffekten, resten av väggens fribärande effekt. Den nödvändiga kontaktytan är mindre än för en gravitationsdamm. Fördelarna jämfört med en gravitationsdamm är en lägre massa och jämfört med en bågdamm, den lägre belastningen på dalsidorna och den lägre effekten av betongens krympning.

Exempel:

Pier dam

En pirdamm är i huvudsak en betongdamm med pelare som avleder krafterna i marken, liksom med materialbesparande luckor.

Exempel:

Komponenter i en damm

  • Många dammar har en fördamm som dammar ett främre bassäng . Syftet med förlåset är vanligtvis att hålla främmande och grumligt material och sediment så långt bort som möjligt från huvudlåset. Dessutom minimerar en förbarriär med permanent permanent bakvatten de inte alltid estetiskt förekommande torra bankzonerna i reservoarrotområdet .
  • Överströmningsstrukturen eller översvämningssystemet leder stora översvämningar förbi barriärstrukturen utan skador.
  • Bottenutloppet används för att reglera vattennivån, särskilt vid översvämningar, under byggnadsarbeten och när dammen är helt tömd.
  • Tjänsten vattenextraktion linje extraherar vatten för turbindrift, dricksvatten extraktion och / eller undervattens urladdning under ordinarie drift. Den kan vara strukturellt ansluten till bottenuttaget, men är ofta utformad som en separat linje.
  • Den sekundära barriären eller utjämningsbassängen under huvudbarriären kompenserar för oregelbundna undervattensurladdningar som orsakas av turbindrift för att generera toppelektricitet och säkerställer en kontinuerlig urladdning i undervattnet.
  • Minst ett inlopp och enundervattensnivå dokumenterar den hydrologiska situationen och korrekt drift av de större dammarna.
  • Mät- och kontrollanordningar för mätning och registrering av vattennivån, deformationen av barriärstrukturen, läckvattnet och vädret.

säkerhet

Dammkatastrofer kan orsaka enorma skador. Därför ställs höga krav på projekten, konstruktionen och driften samt kontrollen av stora dammar. Flera möjliga hot kan leda till en farlig situation: [7]

  • Beteendeanomali hos strukturen (t.ex. förskjutning, deformation) eller dess underlag (t.ex. förändring i läckflöde );
  • Skred eller massöverliggare ( jordskred , glacial abort) i lagringsutrymmet;
  • extrem översvämning ;
  • starkare jordbävning ;
  • Sabotage eller militär aktion.

De tre första hoten brukar erkännas tidigt så att åtgärder kan vidtas innan befolkningen måste evakueras (vid jordskred, till exempel, dränering eller försiktighetssänkning av reservoaren).

Säkerhetsåtgärder

De säkerhetskoncept som vanligtvis föreskrivs i lag inkluderar:

  • den strukturella säkerheten, som kräver lämplig planering och implementering av systemen;
  • övervakning, vilket kräver inrättandet av en strikt övervakningsorganisation;
  • nödkonceptet, vilket kräver lämpliga förberedelser för händelse av fara.

Konstruktiv säkerhet

Neckar Valley Dam i Namibia . Den laterala integrationen i berget är tydligt synlig.
26 ° 37'55 "S.   017 ° 43′04 "E.

Konstruktiv säkerhet garanteras av att systemen är planerade och implementerade på ett sådant sätt att de tål alla förutsägbara belastnings- och användningsfall. Vid planering måste alla influenser som kan påverka en damm beaktas. Man skiljer mellan permanenta effekter som dödvikt, varierande effekter som vattentryck eller sediment , klimateffekter och slutligen oavsiktliga effekter som översvämningar eller jordbävningar.

För att sänka vattennivån vid behov eller för att tömma en sjö på kortast möjliga tid och, om det behövs, också för att hålla den tom, måste lämpliga strukturella försiktighetsåtgärder (bottenavlopp) vidtas. Dessutom, även när bassängen är full, måste varje damm säkert kunna släppa ut översvämningen via ett översvämningssystem eller kunna hålla den helt tillbaka genom ett motsvarande ledigt utrymme i behållaren.

övervakning

Regelbunden och exakt övervakning av dammsystemen bör göra det möjligt att känna igen eventuell försämring av deras säkerhet i god tid. Detta görs vanligtvis genom visuella kontroller, direktmätningar och funktionstester av de rörliga stängnings- och tömningsanordningarna. Övervakningen inkluderar:

  • Översvämning: Översvämningsavlastningen används för kontrollerad tömning av översvämningar om lagertanken redan är full och mycket regn faller i lagringstankens upptagningsområde. Vid översvämning kan vattnet rinna av på ett ordnat sätt genom öppningar i dammen, över vilken en bro leder.
  • Bottenavlopp: Nedre avlopp gör att tanken snabbt kan tömmas vid fara.
  • Övervakning genom inspektion: De visuella kontrollerna gör det inte bara möjligt att kontrollera dammens tillstånd och de tillhörande stödstrukturerna (materialets vittring , sprickor etc.), utan också de för de synliga komponenterna i fundamenten och stödet från lagringsutrymmenas sidor. Omkring 70 procent av speciella händelser vid dammar runt om i världen upptäcks av visuella kontroller.
  • Metrologisk övervakning
    Ett omfattande mätsystem registrerar hur dammen reagerar på vattentrycksbelastningen och andra yttre påverkan.
    • Väderstationer: Väderstationer ger temperatur- och nederbördsvärden. De behövs för att bedöma låsets beteende. Men vädervärdena krävs också för att minnesinnehållet ska kunna användas optimalt.
    • Geodetiska mätningar: Geodetiska mätningar utförs minst en gång om året. Dessa är absoluta positions- och höjdmätningar.
    • Vattenmätningar: Att mäta läckvattnet är särskilt viktigt vid dammar. Framför allt är barriärernas undergrund aldrig helt tätad. Lakvatten är en del av den normala driften av dammar. Sippvattnet gör att man kan dra slutsatser om förändringar i dammkroppen och i dammens underlag. Vattentrycket i grunden för barriärer är av särskild betydelse som grundvattentrycket i gravitationens väggar. Det verkar på dammkroppen från berggrunden. Barriärens stabilitet garanteras genom tillräcklig dränering av läckvattnet. Trycket på botten av barriären mäts konstant med piezometrar eller manometrar.
    • Deformationsmätningar: Mätningen av deformationer är baserad på den fysiska principen att varje struktur deformeras när den laddas. Dammar stressas av vattentryck och temperaturfluktuationer. De resulterande deformationerna i dammar är dock så små att de inte kan ses med blotta ögat. Alla rörelser registreras med hjälp av olika specialinstrument. Ett mått är till exempel den så kallade fogmätningen .
    • Extenso mätning: Med extensomätningen förändringen i längd av dammen inspelade i olika riktningar i dammen.
    • Vätskemätning: En lodlinje inuti dammen används för att mäta om dammkammen förskjuts horisontellt.
    • Lutningsmätare: Lutningsmätaren mäter eventuella förändringar i lutningsvinkeln för en damm.

Nödkoncept

Dessutom krävs det i många länder att en nödplan upprättas så att invånarna nedanför en damm kan informeras och evakueras vid behov. I Schweiz finns det sirenbaserade vattenlarmsystem i närheten av de 62 dammarna med mer än 2 miljoner m³ lagringsutrymme. Närzonen är det område som översvämmas inom två timmar vid plötslig total nedbrytning av systemet.

Säkerhetsregler i de enskilda länderna

Tyskland

Övervakningen sker i Tyskland i samordning med den statliga tillsynsmyndigheten i respektive förbundsstat. En gång om året är det en dammbesiktning. Tillsynsmyndigheten besöker dammen med tillhörande anläggningar med operatören. En säkerhetsrapport måste upprättas årligen för varje damm. Grunden för rapporten är broschyren 231 ”Guideline Safety Report for Dams” publicerad av DVWK (German Association for Water Management and Cultivation). Med längre intervall (ca vart tionde år) måste dammarna genomgå en djupgående inspektion.

För varje damm finns en "dammbok" med följande komponenter:

  • Information och beslut från planerings- och byggtiden
  • Sammanställning av ansöknings- och godkännandedokument
  • Beskrivning av hela systemet
  • Beskrivning av de enskilda strukturerna
  • Drift och underhållning
  • ritad illustration

Österrike

I Österrike, för bedömning av säkerheten för både nybyggda dammar och för ytterligare godkännande av en befintlig anläggning, ansvarar lagertanken Commission [8] [9] [10] . Ägaren är ansvarig för att övervaka säkerheten i en damm, men oberoende säkerhetsgranskningar utförs också av statliga organ.

Ekologiska risker

Konstruktionen av dammar är förknippad med betydande ekologiska förändringar och skador på naturen och landskapet. Den naturliga flödesregimen ändras vanligtvis avsevärt.

Riskerna ökar med dammens storlek. Flera nationer och internationella banker har kommit fram till att de långsiktiga effekterna av stora dammar är oförutsägbara. Vissa studier publicerades inte där de kunde förutses. Detta bevisas i Tyskland genom att rapporter om Hermes-garanti för Ilisu-dammen inte offentliggörs .

Det finns risk för att siltas upp i floder med tung bäddbelastning i tillflödet. Som ett resultat av denna effekt har Gezhouba -dammen redan tappat en tredjedel av sin lagringskapacitet efter sju år.

USA har deklarerat att de inte längre kommer att bygga stora dammar eftersom de ekologiska skadorna är för stora. Miljarder dollar investeras redan idag för att lindra effekterna av de befintliga dammarna. Kina å andra sidan genomförde Three Gorges Dam trots varningar från många forskare och politiker om dammens konsekvenser. Där immobiliserades de främsta motståndarna - människor som drabbats av vidarebosättning, miljöaktivister, politiker och militärer - på olika sätt. Att rapportera om de konsekvenser som redan hade inträffat, till exempel sluttningar och vattenföroreningar, hindrades.

I höga berg , särskilt med lagerkraftverk som inte drivs kontinuerligt, finns det risk för så kallad överspänningsvattenbildning: När kraftverket stängs av är undervattnet nästan torrt, medan floden är i översvämningsliknande förhållanden när floden är i drift. Förutom de ekologiska effekterna av en sådan operation, är det också tänkbart att människor kommer att hotas allvarligt av den plötsliga vattennivån.

Förutom risken för dambrott finns det också en misstänkt risk för jordbävningar (" reservoarinducerad seismicitet ") i vissa områden. [11]

Dammar som är föremål för lagring har säsongsväxande vattennivåer. De torrfallande bankområdena har ofta liten eller ingen vegetation, består av spillror eller lera och kallas "månlandskap" av vissa kritiker. I vissa dammar har dock extremt sällsynta växter spridit sig över just dessa områden och fortsätter att kräva förändrade vattennivåer för att överleva. Dessa inkluderar till exempel strandning , hjorthopp och fågelurt . [12]

Antal dammar

ICOLD - International Commission for Large Damms räknar 58 402 stora dammar, varav 23 842 i Kina, 9 265 i USA och 5 102 i Indien samt 307 i Tyskland. [13]

berättelse

Över hela världen

Den äldsta fortfarande delvis bevarade dammen i världen är Sadd-el-Kafara i Wadi el Garawi nära Kairo, Egypten (enligt olika källor byggdes den mellan 2950 och 2500 f.Kr.).

En föregångare till dagens dammar var kopparålderns dricksvattenreservoar i Jawa i dagens Jordan med en jord- och stendamm, som är daterad till 4: e årtusendet f.Kr. och som byggdes för bevattning och vattenförsörjning.

Andra viktiga stora dammar i antiken är Nimrods damm i Mesopotamien, som byggdes omkring 2000 f.Kr. Byggdes söder om Samarra för att avleda Tigris, dammen i Ma'rib omkring 750 f.Kr. I Jemen, den 31 m höga Anfengtang -dammen från 591 f.Kr. I Kina, 34 m Paskanda Ulpotha -dammen i Sri Lanka från 460 f.Kr., den 30 m höga stenlådedammen vid Gukow i Kina från 240 f.Kr. Och den romerska dammen Subiaco, som byggdes omkring 60 e.Kr. och med 40 till 50 m 1305 var den högsta i världen.

Romarna byggde dammar främst i de torra perifera områdena i deras imperium. Deras ingenjörer introducerade många innovativa koncept i dammkonstruktion, inklusive de första välvda viktväggarna, bågdammarna, pirdammarna och flerbågade väggarna (se romerska damm ).

Tyskland

De äldsta dammarna i Tyskland är:

Den äldsta dricksvattendammen i Tyskland är Eschbach -dammen i Remscheid (1891). Andra dammar följde deras konstruktion snabbt efter varandra (se lista över dammar i Tyskland [14] ): i slutet av 1914 hade cirka 37 dammar slutförts.

Österrike

I Österrike är dammar mestadels utformade som vattenkraftverk och drivs av energiförsörjningsföretag, eftersom (dricks) vattenförsörjningen aldrig har varit ett problem. Mindre barriärer byggdes i slutet av medeltiden som en del av Holztrift , även om betydande dimensioner uppnåddes senare med Chorinsky Klause eller Prescenyklause . Seeklause i Steeg från 1500 -talet användes för att reglera vattennivån i sjön Hallstatt . I Wien säkerställdes vattenförsörjningen med vattenledningar redan på 1500 -talet (se: Wien vattenförsörjning ). Vattnet från dammen på Wienerwaldsee , som byggdes mellan 1895 och 1898, såldes initialt till Wien som industriellt vatten. Efter motsvarande modifieringar togs senare dricksvatten från sjön, men idag fungerar reservoaren som ett uppsamlingsbassäng och för lokal rekreation. De första dammarna för vattenkraftverk byggdes strax efter första världskriget i Erlaufboden , Enzigerboden och på Spullersee , allt för dragström .

Schweiz

Konstruktion av Emosson arch dam , 1971

Under 1800 -talet, med början av industrialiseringen, började byggandet av många dammar för elproduktion i Schweiz. I början byggdes större flodkraftverk på floderna på Centralplatån , senare lagringsanläggningar följde i Alpregionen. Anmärkningsvärda strukturer byggdes under första hälften av 1900 -talet: Montsalvens dam, den första valvdammen i Europa, eller Schräh dammen, världens första system med en höjd av över 100 m. Efter andra världskriget byggdes dammar upplevde en stor boom. De flesta av dem byggdes mellan 1950 och 1970. Under denna period byggdes dammar med höjder över 200 m ( Grande Dixence , Mauvoisin , Contra , Luzzone ). Idag, i början av 2000 -talet, är perioden med intensiv konstruktion av dammar praktiskt taget över. I synnerhet byggs system för översvämningsskydd eller för produktion av konstsnö samt skräpuppsamlare.

Säkerheten för de stora och medelstora dammarna (cirka 190 system) övervakas av den federala regeringen. 86 procent av detta används för produktion av elektrisk energi, resten främst för vattenförsörjning (dricksvatten, bevattning) eller för att hålla igen översvämningar, skräp eller laviner. Det finns också flera hundra mindre system. En stor del av detta tjänar inte längre ett särskilt syfte (t.ex. eftersom elproduktionen har avbrutits). [15]

Se även

litteratur

  • Peter Rissler: Dam praktiken. 1: a upplagan. R. Oldenbourg, München och Wien 1998, ISBN 3-486-26428-1 .
  • H. Bretschneider, K. Lecher, M. Schmidt: Pocket book of water management . 6: e upplagan. Paul Parey, Hamburg / Berlin 1982, ISBN 3-490-19016-5 .
  • Paul Ziegler: Dammkonstruktionen tillsammans med en beskrivning av dammarna som implementerats . Seydel, Berlin 1900 ( digitalis.uni-koeln.de ).
  • Mathias Döring: Dammar. I: Taschenbuch der Wasserwirtschaft. 9: e upplagan. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-528-12580-6 .
  • Benjamin Brendel: Dammar . I: Networked, Paths and Spaces of Infrastructure (= Modern Regional . Volume   17 , nej.   1 ). 2017 ( Moderne-regional.de ).

webb-länkar

Wiktionary: dam - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar
Commons : Dammar - samling av bilder, videor och ljudfiler

Individuella bevis

  1. Peter Rißler: dammövning . R. Oldenbourg Verlag, München 1999, s. 3, figur 1.1.
  2. DIN 4048, del 1 hydraulteknik, termer. Beuth-Verlag, Berlin 1987, nr 1.2.
  3. ^ Hans-Ulrich Sieber: Vad ger den nya DIN 19700 för säkerhetsbedömning av dammsystem. ( Memento från den 17 december 2015 i Internetarkivet ) Föreläsning vid tyska damkommittén, 2004 (PDF).
  4. Till exempel byggdes 1965 låglandsreservoaren " Talsperre Spremberg ". Det tjänar inte bara till att skydda staden Cottbus från översvämningar och att leverera vatten till närliggande brunkolskraftverk , utan också för att reglera vattennivån i det ekologiskt känsliga Spreewald . Källa: Komplicerad renovering - ombyggnad av dammen i Spremberg under pågående verksamhet. I: Märkische Oderzeitung . 23 december 2009, s.9.
  5. Saxon Water Act (SächsWG) Avsnitt 84
  6. Niedersachsen vattenlag (NWG) 86
  7. Texten i detta avsnitt kommer till stor del från meddelandet från det schweiziska förbundsrådet om en federal lag om dammar, Federal Gazette 2006 6037 (PDF; 569 kB), s. 6040 ff.
  8. Reservoir Commission Ordinance 1985 (Federal Legal Information System), åtkomst den 24 september 2018.
  9. Reservoir Commission på webbplatsen för det österrikiska federala ministeriet för hållbarhet och turism, tillgänglig den 24 september 2018.
  10. 12 Thesen zur Sicherheit der großen Talsperren in Österreich (Österr. Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus), PDF, abgerufen am 24. September 2018.
  11. P. Talwani: On the Nature of Reservoir-induced Seismicity. In: Pure Appl. Geophys. 150, 1997, S. 473–492.
  12. Justus Teicke, Kathrin Baumann: Talsperrenbetrieb für den Naturschutz. In: WasserWirtschaft. 04/2010. (www.talsperrenkomitee.de ( Memento des Originals vom 13. März 2016 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.talsperrenkomitee.de , PDF; 227 kB).
  13. Number of Dams by Country Members auf der Website der ICOLD, abgerufen am 17. Juli 2016.
  14. in der Spalte „Bauzeit“ auf das Dreieck klicken – dann werden die Talsperren chronologisch sortiert.
  15. Der vorstehende Text entstammt der Botschaft des Schweizerischen Bundesrates zu einem Bundesgesetz über die Stauanlagen, Bundesblatt 6037 von 2006 (PDF; 569 kB), S. 6041 (gemeinfreier Text).