Wasserbau

Wissenschaft Wirtschaftswissenschaften
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Liebe/-r Experte/-in,

ich schreibe meine Diplomarbeit in Darmstadt bei einer Wasserbaufirma. Diese hat mir grob ein Thema „Optimierung einer Talsperre“ genannt und will nun, genauso wie mein Professor an der Uni eine genaue Themenaufstellung. Diesbezüglich suche ich Ideen und Informationen. Auch über bestehende und ältere Projekte in dieser Richtung.

Meine Themenidee:

Betriebssoptimierung der „Talsperre am Kinzig“

1 Einleitung

1.1 Problembeschreibung
1.2 Zielsetzung
1.3 Vorgehensweise

2 Hydrologische Bemessungsgrundlagen (Kenngrößen)

2.1 Bemessungshochwasser aufgrund der Niederschläge und der drei Zuflüsse (Korrektur der Abflusskurve der Kinzig (siehe Optimierung))
2.2 PMF ( = Propable Maximum Flood) -> Entwicklungstendenzen
2.3 Retention des Speichers -> Bestimmung der Speicherinhaltslinie
2.4 Tatsächliche Überflutungswahrscheinlichkeit -> Bestimmung der Abflussspitze
2.5 Reaktion des Talsperreninhaltes auf sommerliche Niederschläge
2.6 Bestimmung der Abflusskurve der Talsperre am Unterwasserpegel
=> Zeitintegrierte Massenbilanz
3 Optimierung

3.1 Optimierung der Zuflüsse bzw des Abflussquerschnittes
3.2 Hydrologie (Massenbilanz für verschiedene Wellen, ergänzt um Hochwasserstatistik)
-> Bestimmung der Zuflüsse und des Spitzenabflusses (eventuell sogar mit Trendlinie) z.B. mit ´TALSIM´ (?)
3.3 Hydraulik (Modellierung verschiedener Abflüsse und Ermittlung einer theoretischen Abflusskurve am Zuflusspegel Kinzig) z.B. mit ´Hydro-AS-2D´ (?)

4 Ergebnissdarstellung der Optimierung (Einzel- und Gesamtoptimierung) und Analyse
-> verschiedene Abflussszenarien

5 Zusammenfassung und Ausblick

5.1 Bewertung der Optimierung und Vorschlag eines Optimums

Vielen Dank für Dein Bemühen,

Lg Daniel

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Hallo Daniel,
für dieses Diplomthema hätte ich wer weis was getan. Herzlichen Glückwunsch dazu.

Optimierung einer Talsperre kann in vielerlei Hinsicht erfolgen. Dazu ist der Zweck der Talsperre wichtig:
-Stromerzeugung
-Trinkwasserbereitstellutng
-Niedrigwasseraufhöhung im Unterlauf
-Hochwasserschutz
-Bereitstellung von Prozesswasser für Industrie, Landwirtschaft u.s.w.
-Vorhalten für Wasser für Kunstschneeproduktion (alpine Tourismusgebiete)

Anhand deiner Gliederung setzt du zu sehr auf Hochwasserschutz. Ich würde an deiner Stelle das Thema breiter streuen, es sei denn dein Thema lautet nur Hochwasseroptimierung.
Die Talsperren mit denen ich zu tun habe, haben meist eine Mischfunktion.
Talsperre Kyritz (eine kleine Talsperre in Brandenbung) z.B. speichert hautsächlich für Bewässerungszwecke in der Landwirtschaft, stellt Betriebswasser für eine Stärkefabrik bereit, höht Niedrigwasser auf und kann Hochwasserspitzen kappen.

Frage? Ist Kinzigtalsperre deine Wahl oder kann es eine andere sein?

Meine Gliederung (ohne viel zu überlegen) wäre

  1. Talsperren
    > rechtliche Stellung (Landeswassergesetz), Allgemeiner Zweck einer Talsperre, Begriffe (DIN Begriffe Wasserbau, Nummer weiß ich nicht)

  2. Kinzigtalsperre im Überblich
    > Absperrbauwerk, Speicherinhalt, Staumarken, Bauteile (Betriebsauslass, Grundablass, Hochwasserentlasung, Bypässe u.s.w. einschl Abflussleistung), hydr. Grundlagen (Zuflüsse, Ganglinien, Bemessungshochwasser)

  3. Bewirtschaftungsplan Kinzigsperre
    > derzeitige Steuerung auseinanderpflücken

  4. Problembeschreibung
    > was muss optimiert werden, ist der Hochwasserschutzraum ausreichend (google mal Talsperren Sachsen 2002 Weißeritz, hier findest du Fotos von Talsperren mit HQ10000-Abflüssen), wieviel Wasser muss bei Niedrigwasser mindestens abgegeben werden, Potenielle Wasserkraftnutzung (theroretische Leistungseremittlung), öklögische Randbedingungen (ist gaaaaanz wichtig, der Naturschutz hat was gegen stark schwankende Wasserstände), Wellenschlag, Freibord u.s.w.

  5. Optimierungen
    > z.B. Vergrößerung Hochwasserschutzraum, Bau einer Energieerzeugung (Dauerlast bzw. Spitzenlast), Umbau Hochwasserentlastung, Optimierung der Abflussganglinie, Mengenbilanzen (Verdunstung beachten)

Kernfrage wird sein, die verfügbaren Daten (Pegel, Niederschlag, Abfluss) zu sammeln und zu verarbeiten und daraus ein dynamisches Betriebskonzept zu basteln.

  1. Kosten / Nutzen

Literatur: DIN 19700 Teil 10 und 11, Dokumentation sächsische und tschechische Talsperren 2002, Publikationen ICOLD und DTK, DWA (früher DVWK)- Regelwerk, Publikationen Talsperrenversagen Bundeswehruniversität München, Rückbau Talsperre Krebsbach.

Ich hoffe ich konnte einige Anregungen geben.

mit freundlichen Grüßen
Steffen Krei