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Sicherheit über alles
In der Geschichte des Talsperrenbaus gibt es leider traurige Beispiele, welche die zerstörerische Wucht des Wassers belegen. Talsperrenbrüche traten in der zweiten Hälfte des neunzehnten und zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts verschiedentlich auf. Damals wurden im Gefolge der industriellen Revolution viele Stauanlagen gebaut. Ihre Planung beruhte aber meist noch auf wenig entwickelten wissenschaftlichen Grundlagen. Man nahm für die Wasser- oder Energieversorgung diese Risiken in Kauf. Von der Erfahrung jener Ereignisse und den seither gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnissen profitieren wir heute.
In der Schweiz, als traditionell sehr sicherheitsbewusstem Land, werden grösste Anstrengungen unternommen, um die Bevölkerung vor Schäden zu bewahren, die als Folge eines Talsperrenbruches entstehen würden. Das Sicherheitskonzept unserer Talsperren beruht auf folgenden drei Säulen: Konstruktive Sicherheit, Überwachung, Notfallkonzept.
Konstruktive Sicherheit: Seit Beginn des Talsperrenbaus erfolgte die Dimensionierung in der Schweiz recht konservativ. Es wurde also grosses Gewicht darauf gelegt, dass die Bauwerke viel grössere Beanspruchungen aushalten könnten, als dass sie nach menschlichen Ermessen je erfahren werden. Auch die Qualität des Bauausführung wurde streng kontrolliert.
Die Talsperre muss grossen Belastungen standhalten:
- Eigengewicht: Das Eigengewicht der Baumaterialien selbst übt Kräfte auf die Talsperre aus.
- Wasserdruck: Der Druck des Wassers nimmt proportional mit der Tiefe zu.
- Auftrieb: Die minimalen, aber unvermeidlichen Durchsickerungen von Wasser durch den Talsperrenkörper und seinen Untergrund erzeugen Auftriebskräfte.
- Temperatur: Spannungen werden durch Temperaturveränderungen im Baustoff, namentlich durch das Erhärten von Zement im Beton sowie äussere Temperaturschwankungen (vor allem bei Bogenstaumauern) hervorgerufen.
- Überstau: Das Überschreiten des maximalen Betriebswasserspiegels infolge Hochwasser hat zusätzliche Belastungen zur Folge.
- Eisdruck: Die winterliche Eisdecke auf dem Stausee erzeugt unter bestimmten Bedingungen eine zusätzliche Kraft auf die Sperre.
- Geschiebe: Zusätzliche Belastungen können entstehen durch Sand- und Kiesablagerung im Stausee.
- Erdbeben: Durch Erdbeben erzeugte Erschütterungen üben eine rasch wechselnde Kraftwirkung auf die Talsperre aus.
Überwachung: Beobachtungen und Messungen an Talsperren während ihres Baus und Betriebs spielten von Anfang an eine massgebliche Rolle. Einige der dabei verwendeten Verfahren, wie Präzisionsvermessungen und Lote zum Erfassen der Verformung von Talsperren, sind in unserem Land entwickelt oder verfeinert worden. Talsperren sind trotz ihrer oft gewaltigen Baumassen keine unbeweglichen Gebilde. Talsperren und Untergrund weisen beim erstmaligen Einstau und bei den späteren Wasserstands- und Temperaturschwankungen gut messbare Verformungen auf. Bei einer 200 Meter hohen Bogenmauer können diese in der Mitte der Mauerkrone durchaus 10 Zentimeter erreichen.
Die regelmässige Beobachtung der Verformungen einer Talsperre ist eine zuverlässige Methode, um ihren Zustand und ihr Verhalten zu kontrollieren. Ebenso wichtig und aufschlussreich ist die regelmässige Kontrolle der Sickerwasserverluste. Von grösster Bedeutung sind schliesslich regelmässige Kontrollgänge des Betriebspersonals.
Seine Meldungen und die zahlreichen Messwerte werden von Fachleuten und vom Bundesamt für Wasserwirtschaft ausgewertet.
NotfaIlkonzept: Bei Gefahr in Friedens- und Kriegszeiten werden die notwendigen Massnahmen, wie zum Beispiel vorsorgliche Absenkung, verstärkte Überwachung usw. angeordnet. Falls keine Zeit mehr für aktive Sicherheitsmassnahmen zur Verfügung steht, werden die bei allen grösseren Talsperren eingerichteten Alarmanlagen in Betrieb gesetzt, um die gefährdete Bevölkerung zu evakuieren.
Überwachungsgruppe auf dem Weg über den abgesenkten, zugefrorenen Stausee zur Kontrolle der seeseitigen Mauerfläche.
Ob sich die Staumauer wie erwattet bewegt? Der Staumauerwärter überprüft die Bewegung der Mauer auf fünf Hundertstel Millimeter genau mit Hilfe von Loten, welche in senkrechten Schächten in der Staumauer angeordnet sind.
Mit Hilfe von rechnergestützten Theodoliten und von Signalen, welche Satelliten im Weltraum aussenden, ist es möglich, Lageveränderung und Deformationen von Talsperren millimetergenau zu vermessen.
Le concept d'alarme: en cas de danger, en période de paix ou de guerre, les mesures nécessaires sont prises sans délai, tels l'abaissement préventif du plan d'eau, l'exécution de renforcements, etc. Si le temps encore disponible ne permet plus de prendre des mesures de sécurité actives et que la rupture du barrage est imminente, on déclenche le système d'alarme, installé sous tous les grands barrages, afin de permettre aux populations de se mettre à l'abri.