Talsperren sind Anlagen, die in der Regel dazu dienen, Wasser aufzustauen. Der entstandene Stauraum (Stausee) wird durch natürliche oder beigeleitete Zuflüsse und ggf. durch Rückpumpen des Wassers aus tiefer liegenden Speichern gespeist (Pumpspeicherkraftwerk).
Als große Talsperren werden Sperrenbauwerke ab einer Höhe von 15 Metern, gemessen vom niedrigsten Aufstandspunkt bis zur Sperrenkrone, oder Sperrenbauwerke mit einer Höhe zwischen 5 und 15 Metern, welche mehr als 3 Millionen Kubikmeter Stauvolumen aufweisen, bezeichnet.
Alle Stauanlagen besitzen – neben den technisch unterschiedlichen Sperrenbauwerken selbst – zugehörige Betriebseinrichtungen, wie Hochwasserentlastungen und Grundablässe. Darüber hinaus werden zur Entnahme und Weiterleitung des Wassers aus dem Speicher zum Kraftwerk sogenannte Einlaufbauwerke (Entnahmebauwerke) errichtet.
Bauweisen von Talsperren
Die Wahl des Talsperrentyps ist durch die Tragfähigkeit des Untergrundes, die Talform und die erforderlichen, örtlich unterschiedlich verfügbaren Baustoffe bestimmt.
Grundsätzlich kann man zwei Typen von Talsperren unterscheiden, das sind Staudämme und Staumauern .
Staudämme werden generell durch die lagenweise verdichtete Aufschüttung von lokal gewinnbarem, aufbereitetem Erd- oder Steinschüttmaterial hergestellt.
- Dammbauwerke erlauben (in Grenzen auch differentielle) Verformungen des Untergrundes, können daher auch auf Lockergestein bzw. Fels/Lockergestein gegründet werden.
- Die Abdichtung des Bauwerks erfolgt durch einen mittig gelegenen Erdkern geringer Durchlässigkeit bzw. Asphalt- oder Beton-Oberflächendichtungen an der Wasserseite.
- Die Fortsetzung der Dichtung in den Untergrund erfolgt mittels Lockergesteins- und Felsinjektionen, vereinzelt durch Spezialtiefbaumaßnahmen (z.B. Schlitzwände, Bohrpfahlwände, DSV-Schirme).
- Die Messung und laufende Bewertung von Verformungen des Bauwerks und des Untergrundes, Porenwasserdrücken im Damm, Dammvorland und im Untergrund sowie von Sickerwässern ist Standard.
Staumauern unterschiedlicher Bauweisen werden aus unbewehrtem Massenbeton hergestellt, dessen Zuschlagsstoffe nach Möglichkeit ebenfalls lokal gewonnen werden.
Sperren unterschiedlicher Bauweisen stellen z.B. Gewichtsmauern, Pfeilermauern, einfach oder doppelt gekrümmte Bogenstaumauern dar. Eine Kombination der verschiedenen Bauweisen ist möglich.
- Beton ist ein Baustoff mit einigen sehr guten Eigenschaften, wie eine hohe Druckfestigkeit, gute Formbarkeit, genormte maschinelle Herstellung und Verarbeitung.
- Betonsperren stellen hohe Anforderungen an die Tragfähigkeit des Untergrundes und werden daher grundsätzlich auf Fels gegründet.
- Das Bauwerk an sich ist wasserdicht, die Abdichtung des Untergrundes erfolgt in der Regel durch Felsinjektionen.
- Die Messung und laufende Bewertung von Verformungen des Bauwerks und des Untergrundes, von Sohl- und Kluftwasserdrücken sowie Sickerwässern ist heutiger Standard der Bauwerksüberwachung.
Aufgaben von Sperrenbauwerken
- Bereitstellung der Wasserkraft zur Erzeugung von elektrischer Energie
- Hochwasserschutz
- Trinkwasserspeicherung
- Bewässerung, Sicherung des Grundwasserspiegels
- Bereitstellung von Nutzwasser für Beschneiungsanlagen
Talsperren in Österreich
Talsperrentypen
Betonmauern
Der Beton ist ein Baustoff mit einigen, sehr guten Eigenschaften, wie eine hohe Druckfestigkeit, gute Formbarkeit, maschinelle Herstellung und Verarbeitung, sowie meistens eine gute baustellennahe Verfügbarkeit der Zuschlagstoffe. Diese Eigenschaften machen den Beton zu einem herausragenden Baustoff für Staumauern. Nachfolgend wird auf die verschiedenen Arten von Betonstaumauern eingegangen.
Gewichtsstaumauer
Diese Mauern werden in der Regel im Kern aus Beton hergestellt. Die Oberfläche wird abgedichtet und die Mauerkrone befestigt. Diese Talsperrenart hält dem Druck der Wassermassen allein auf Grund ihres Gewichts stand.
Bogenstaumauer, Gewölbemauer
Der Wasserdruck wird über die Schalenwirkung abgetragen. Die Form kann einfach oder doppelt gekrümmt sein. Bogenstaumauern werden häufig angewandt bei sehr hohen und nicht sehr breiten Tälern. Bei dieser Bauweise ist besonders wichtig, dass die seitlichen Kräfte in den Flanken kraftschlüssig in den Felsen abgeleitet werden.
Dämme
Bei Erd- und Steinschüttdämmen werden so weit wie möglich lokal vorhandene natürliche Materialien eingesetzt. Zusammen mit dem Vorkommen an geeigneten Schüttmaterialien bestimmen auch die klimatischen Verhältnisse die Dammkonstruktion. Weltweit wurden daher ca. 80 % der Talsperren als Schüttdämme gebaut.