| Dieser Beitrag soll die Diskussion der Heftbesprechungen im Digedags-Forum unterstützen. |
Auf dieser Seite finden sich Links zu Internetseiten, die sich mit dem Thema Staudamm beschäftigen. Die Einleitung und Definitionen sind www.discovery.de entnommen. Hier geht es zur Hauptseite: www.mosafilm.de
Mit dem Mosaik Nr. 30, Der Staudamm an Schwarzen Fluß, führten die Digedags im Mai 1959 den Leser aus der Zukunftsmetropole des Planeten Neos, an ein Staudammprojekt, das dem damaligen Stand der Technologie entsprach. Eine vergleichbarer Staudamm, die Rappbodetalsperre, wurde in der DDR zeitgleich in Betrieb genommen.
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Staudämme
Steinaltes Prinzip
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Schon seit Jahrtausenden kennt der Mensch das Prinzip des Staudamms. Die Wiege der Wasserstautechnik befindet sich in Mesopotamien. In Jordanien entdeckte man die ältesten archäologischen Funde: Etwa 3.200 vor Christus entstand der Juwa-Damm.
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Er diente dem Stau eines Zuflusses zum Euphrat, vermutlich zur Schaffung eines Trinkwasserreservoirs. Der Fluss ist heute aufgrund klimatischer Veränderungen verschwunden, die Ruinen vom Juwa-Damm haben die Jahre überdauert.
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Von Sinn und Zweck
Ein Staudammbauwerk hat immer den Zweck einer Barriere, die gegen einen Fluss oder eine Strömung errichtet wird. Mit Staudämmen will der Mensch das Hinterland vor Hochwasser schützen oder einen Stauraum zur Wasserspeicherung schaffen.
Staudämme werden nach unterschiedlichen Bauarten und Nutzungszielen unterschieden: Es gibt Gewichtsstaumauern, Bogenstaumauern, Pfeilstaumauern und Staudämme mit Aufschüttungen. Sie dienen der Stromgewinnung, der Bewässerung, dem Hochwasserschutz und der Brauchwasserregulierung.
Eine Talsperre nennt man einen Staudamm, der direkt in ein Flusstal gebaut wurde und dieses bis auf eine bestimmte Höhe vollständig absperrt. Über den jeweiligen Wirkungsgrad, die Folgen für die in der Umgebung lebenden Menschen und die ökologische Verträglichkeit streiten sich Wissenschaftler, Ökologen, Politiker und Nachbarstaaten. Gerade in den letzten Jahren ist eine harte Kontroverse über Effizienz und die Entstehung möglicher Schäden bei der Nutzbarmachung der so genannten "erneuerbaren" Energie Wasserkraft entstanden.
Großstaudämme
Staudämme werden schon seit Jahrtausenden gebaut. Laut der Internationalen Kommission für Großstaudämme (ICOLD) hat ein Großstaudamm eine Höhe von 15 Meter über dem Fundament oder mehr. Ist ein Staudamm 5 bis15 Meter hoch und hat er ein Speichervolumen von über 3 Millionen Kubikmeter, gilt er ebenfalls als Großstaudamm. Nach dieser Definition gibt es weltweit über 45.000 Großstaudämme.
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Typen
Dämme und Staumauern werden nach Form und Art des verwendeten Materials unterschieden. Es gibt Gewichtsstaumauern, Bogenstaumauern und Pfeilerstaumauern. Entweder werden sie mit Erde oder Felsgestein aufgeschüttet oder sie werden aus Beton oder Stahlbeton erbaut.
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Gewichtsstaumauer
Gewichtsstaumauern sind stabile Betonstrukturen, die im Querschnitt eine dreieckige Form besitzen. Allein ihr Eigengewicht reicht aus, um den Kräften des Wasserdruckes Widerstand zu bieten. Neben dem Eigengewicht können die Staumauern aber auch durch Abstützungen auf die Talflanken in ihrer Standfestigkeit verstärkt werden. Gewichtsstaumauern zeigen die größte Beständigkeit aller Staumauern und benötigen den geringsten Wartungsaufwand.
Die maximale Höhe ergibt sich aus der Stabilität des Fundaments. Dämme, deren Höhe 20 Meter übersteigt, werden auf einem Felsbett errichtet, um Absenkungen durch das hohe Gewicht zu vermeiden. An der Basis sehr mächtig, wird die Staumauer nach oben hin schmaler. Von oben betrachtet verläuft diese Mauer entweder gerade oder leicht gekrümmt.
Die höchste europäische Talsperre findet man in der Schweiz: Die Staumauer von Grande Dixence ist 284 Meter hoch und besteht aus einer 700 Meter langen Betonkonstruktion, die auf einem stabilen Felsfundament erbaut wurde.
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Bogenstaumauer
Als optisch besonders gelungen stellt sich die Bogenstaumauer dar. Mit ihrer geschwungenen Form erfüllt sie nicht nur physikalische, sondern auch landschaftsästhetische Anforderungen.
Die Bogenstaumauer, die auch Kuppel- oder Gewölbestaumauer genannt wird, wölbt sich bogenförmig gegen das Wasser. Die Kraft des gespeicherten Wassers wird dadurch über die sowohl in vertikaler wie in horizontaler Richtung gekrümmte Mauer auf die Talflanken übertragen. Diese Konstruktionen sind jedoch nur bei engen Talquerschnitten und stabilen Talflanken sinnvoll.
Eine Kombination aus Bogenstaumauer (im Mittelteil) und Gewichtsstaumauer (im Randbereich) nennt man Bogengewichtsstaumauer.
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Pfeilerstaumauer
Bei der Pfeilerstaumauer unterscheidet man zwischen Pfeilerplattenstaumauern und Pfeilergewölbestaumauern. Je nach Art des Untergrundes und der Höhe des Wasserdrucks werden als Zwischenräume flache oder gewölbte Betonsegmente eingesetzt. Auf jeden Fall leiten die Pfeiler in der Mauer den Druck der Wassermassen in den Untergrund weiter.
Bei dieser Konstruktion werden erhebliche Mengen an Beton eingespart. Die hohen Kosten für die komplizierten Betonformen und für das Einbringen der Stahlverstärkungen gleichen jedoch die Einsparungen bei dem Konstruktionsmaterial aus. Der Bau solcher Staumauern wird erwogen, wenn der Untergrund des ausgesuchten Platzes nicht fest genug für eine Gewichtsstaumauer ist.
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Aufschüttungen
Die natürlichen Vorkommnisse an Steinen und Erde in der Nähe eines geplanten Staudammes beeinflussen die Entscheidung für den zu bauenden Dammtyp. Kann ein Erd- oder Steinschüttdamm errichtet werden, sind teure Beton- oder Stahlkonstruktionen vermeidbar. Häufig findet man Aufschüttungsdämme als Sperre in extrem breiten Tälern und als Absperrungen von Ebenen. Der auf einem Sand- und Kiesuntergrund errichtete Assuan-Staudamm am Nil in Ägypten beispielsweise ist 213 Meter hoch und ganze 1.000 Meter breit.
Staudämme mit Aufschüttungen sind relativ einfach zu bauen. Sie sind im Querschnitt breiter als hoch und haben in der Regel in ihrem Innern einen dichten Kern. Beidseitig werden sie durch sorgfältig ausgewähltes und entsprechend eingebautes Erd- oder Felsmaterial gestützt. Anstelle einer Abdichtung im Innern werden Dichtungsbeläge aus Asphalt oder Beton an der wasserseitigen Oberfläche angebracht.
Die Schwierigkeit liegt hier in den benötigten Mengen an Material. Die geringe Stabilität der Staudämme aus den rein natürlichen Materialien führt dazu, dass der Boden dieser Dämme vier- bis siebenmal so breit ist wie die Höhe - nicht überall finden sich die benötigten Massen an Grundmaterial.
Häufig werden auch Kombinationen aus den verschiedenen Stahl- und Betonkonstruktionen und dem Aufschüttungsprinzip errichtet.
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Nutzen
Gigantische Mauerwerke - wozu? "Was für das Mittelalter die Kathedralen, sind für die Gegenwart die modernen Bauten der Technik", wurde stolz bei der Inbetriebnahme des 1955 fertiggestellten Tauernkraftwerks in den Ostalpen in Österreich vermerkt.
Planer und Befürworter von Staudämmen haben immer bestimmte nutzbringende Ziele vor Augen: Staumauern dienen der Wasserversorgung, dem Hochwasserschutz und der Stromerzeugung. Kritiker bemängeln die Eingriffe in die Umwelt.
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Trink- und Brauchwasserversorgung
Staudämme werden weltweit gebaut, um eine kontinuierliche Versorgung der Bevölkerung mit Trink- und Brauchwasser zu gewährleisten. Das in regenreichen Zeiten angestaute Wasser kann in trockenen Perioden entnommen und möglichst gerecht verteilt werden. Auch die Landwirtschaft kann von einem Staudamm-Projekt profitieren. Bleiben die notwendigen Regengüsse aus, kann mittels ausgeklügelter Bewässerungssysteme, die aus einem Speichersee gespeist werden, eine durchgängige Bewässerung in der relevanten Zeit erzielt werden. Folgenschweren Ernteausfällen kann so vorgebeugt werden.
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Hochwasserschutz
Seit Menschengedenken werden Dämme zum Schutz vor Hochwasser gebaut. Nicht nur Deiche - beispielsweise an der Nordsee - sondern auch Speicherseen können zur Regulierung der Wassermengen in bestimmten hochwassergefährdeten Gebieten eingesetzt werden.
Flusstäler, die von Erdrutschen bedroht sind, zählen ebenso dazu wie tropische Gebiete, die durch den Monsun schlagartig zu riesigen Wasserlandschaften mit der Gefahr sich plötzlich bildender Flutwellen wandeln. Durch den kontrollierten Abfluss des gestauten Wassers verspricht man sich eine größtmögliche Sicherheit für die Menschen, die in diesen Regionen leben.
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Stromerzeugung
Wasserkraftwerke erzeugen elektrischen Strom. Man unterscheidet Laufwasser- und Speicherwasser-Kraftwerke. Laufwasser-Kraftwerke werden vor allem in großen Flüssen wie Rhein und Donau eingesetzt.
Durch Talsperren, die einen Speichersee entstehen lassen, wird die zur Verfügung stehende Energie des Wassers nach Bedarf zur Stromerzeugung genutzt: Speicherwasser-Kraftwerke nennt man die dafür benötigten Bauwerke. Sie werden nach der Fallhöhe unterschieden: Im Bereich bis etwa 25 Meter spricht man von Niederdruckkraftwerken, bis 100 Meter von Mitteldruckkraftwerken und über 100 Meter von Hochdruckkraftwerken.
Alle Wasserkraftwerke nutzen die Bewegungsenergie von strömendem Wasser zum Betrieb von Turbinen, die wiederum Generatoren antreiben. Die Menge des erzeugten Stroms hängt dabei im Wesentlichen von der Fallhöhe und der Wassermenge ab.
Pumpspeicher-Kraftwerke verfügen über ein oberes und ein unteres Staubecken. Bei geringer Stromnachfrage wird das Wasser in den höher gelegenen Speichersee zurück gepumpt. Bei grosser Nachfrage steht es dann wieder zur Stromerzeugung zur Verfügung.
Vor allem nachts, wenn der Stromverbrauch niedrig ist, wird das Wasser in höher gelegene Stauseen gepumpt, um es tagsüber in Spitzenverbrauchszeiten erneut als Turbinenantrieb zu nutzen. So wird jeder Wassertropfen mehrfach in elektrischen Strom umgewandelt.
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Pro und Kontra Großstaudämme
Staudämme werden gebaut, seit sich die Menschheit mit der Bewässerung von Feldern und der Gewinnung von Trinkwasser beschäftigt. Heute befassen sich verschiedene Regierungs- und Nichtregierungsorganisationen (NGOs) mit den Vor- und Nachteilen des Staudammbaus, zumal sich die sozialen, ökonomischen und ökologischen Bedingen gerade in den letzten 50 Jahren drastisch verändert haben.
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Gründe für einen Staudammbau
Für ein Staudammprojekt stehen an erster Stelle ökonomische Verbesserungen für die ansässige Bevölkerung. Das nackte Überleben kann im Falle von Trinkwassermangel Grund für den Plan eines Staudammes mit einem in seinem Volumen kontrollierbaren Trinkwasserreservoir sein.
Weiter wird die Förderung von Regionalentwicklung wie der Bau von Straßen und Schulen, die Schaffung von Arbeitsplätzen und die Entwicklung der Industrie als Argument für einen Großstaudammbau angeführt. Strom kann verkauft werden, ertragreiche Ernten oder andere stromabhängige Produkte können exportiert werden.
So genannte Entwicklungsländer erhoffen sich durch die Errichtung gigantischer Staudammbauwerke Standortverbesserungen und somit die Ansiedlung neuer Industrien. Als Folge davon wird eine allgemeine Erhöhung des Wohlstandes ersehnt.
In Ländern wie Deutschland, Norwegen oder den USA werden kaum mehr neue Großprojekte angegangen, da die Kapazitäten der Wasserkraft weitgehend ausgeschöpft sind. Die USA baut seit den 1990er Jahren sogar Staudämme ab. Die Problematik verlagert sich also zusehends auf ärmere Staaten, die am Weltwohlstand teilhaben wollen.
Befürworter verweisen somit auf den sozialen und wirtschaftlichen Entwicklungsbedarf, den Staudämme decken sollen, wie Bewässerung, Stromerzeugung, Hochwasserschutz und Trinkwasserversorgung.
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Gründe gegen einen Staudammbau
Kritiker stellen fest, dass Großstaudämme die Flüsse der Welt in einem für die Natur und den Menschen schädlichen Ausmaß zerstückeln.
Die Zerstörung wichtiger Ökosysteme und Fischereiressourcen sowie die ungerechte Verteilung von Kosten und Nutzen werden angeführt. Bessere, billigere und sanftere Lösungen zur Wasser- und Energieversorgung würden oft nicht zur Kenntnis genommen. Kleinere dezentralisierte Angeboten zur Wasser- und Stromversorgung oder die Effizienzsteigerungen beim Endverbraucher durch technische Neuerungen müssten mehr Beachtung finden. Auch Veränderungen beim Verbraucherverhalten werden als wichtig erachtet.
Sprengstoff bilden auch zunehmende nationale Konflikte, da die Auswirkungen eines Staudammes oftmals nicht auf die Landesgrenzen beschränkt sind. Die Veränderung eines Flusslaufes und der abfließenden Wassermengen können verheerende Auswirkungen auf den Wasserhaushalt eines Anrainerstaates haben.
Viele direkt betroffene Menschen beklagen sich außerdem, dass über ihren Kopf hinweg entschieden wird. Sie werden ihrer Lebensgrundlage beraubt, wenn sie umsiedeln müssen. 40 bis 80 Millionen Menschen sind bis heute durch den Bau von Stauseen vertrieben oder zwangsweise umgesiedelt worden.
Auch die gesetzlichen Voraussetzungen für die Nutzung sind oftmals nicht geregelt. Wer kommt für entstehende Schäden auf und wer profitiert am meisten von den finanziellen Gewinnen? Nachteilige Wirkungen wie Schuldenlasten und Kostenüberschreitungen würden bei der Verteidigung eines Bauvorhabens allzu leicht übersehen und wären im eintretenden Falle nicht geregelt.
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