Informationen 2004 - WSD Mitte - Wasser- und ...
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34 Jiri Cemus WSA Hann.Münden Uwe Borges WSA Hann.Münden Einleitung Die zwischen 1908 und 1914 im Zusammenhang mit dem Bau des Mittellandkanals bei Hemfurth errichtete Edertalsperre wird vom WSA Hann.Münden unterhalten und betrieben. Die zweitgrößte Talsperre Deutschlands sollte nach der Planung vier Aufgaben erfüllen: 1. Ausgleich von Wasserentnahmen für den Mittellandkanal aus der Weser bei Minden in Niedrigwasserzeiten. 2. Niedrigwasseraufhöhung der Oberweser zur Verbesserung der Schifffahrtsbedingungen insbesondere in den Sommermonaten. 3. Hochwasserschutz für die untere Eder, untere Fulda und Weser. 4. Energiegewinnung durch Wasserkraftnutzung. Die Zielsetzung für die Steuerung der Wasserabgaben aus der Talsperre hat sich mit der Fertigstellung der Stauregelung der Mittelweser (Minden-Bremen) zugunsten der Niedrigwasseraufhöhung der Oberweser verschoben. Das oberirdische Einzugsgebiet der Edertalsperre hat eine Ausdehnung von 1.443 km². Bei einer mittleren jährlichen Niederschlagshöhe von 860 mm ergibt sich eine mittlere Niederschlagsmenge von 1.240 Mio. m³ und eine mittlere Abflussmenge von 650 Mio. m³ pro Jahr. Die durch eine Laserscanbefliegung neu vermessene Talsperre fasst bei Vollstau 199,3 Mio. m³ bei einem maximalen Absenkziel von 20 Mio. m³. Das Fassungsvermögen der Talsperre entspricht nur etwa 28% der o.g. jährlichen Abflussmenge, was bedeutet, dass sowohl der Niedrigwasserstützung als auch dem Hochwasserrückhalt Grenzen gesetzt sind. Es müssen also Kompromisse geschlossen werden, um den oft gegensätzlichen Interessen aller Nutzer sowie Ober- und Unterliegern der Talsperre gerecht zu werden. Oberweser und Talsperren Im Jahr 1916 wurden von Muttray und Visarius Grundsätze für den Ausbau und die Unterhaltung der Weser veröffentlicht, die teilweise bis heute ihre Gültigkeit haben. Diesen Ausbauzielen lag ein gleichwertiger Wasserstand zugrunde, der sogenannte „Mittlere Kleinwasserstand“. Da dieser auf natürlichem Wege nicht über das ganze Jahr vorliegt, werden Eder- und Diemeltalsperre durch Abgabe von Wasser zur Erhöhung des „Mittleren Kleinwasserstandes“ (M.Kl.W.) genutzt. Aus diesem M.Kl.W. wird durch das Zugabewasser aus den Talsperren der „Erhöhte Mittelkleinwasserstand“ (E.M.Kl.W.). WSD Mitte 2004 Die Wasserbewirtschaftung der Edertalsperre Regelungsziel Der durch die Zugabe von Talsperrenwasser entstehende E.M.Kl.W. entspricht weitestgehend der heutigen Zielvorgabe, in Niedrigwasserzeiten einen Pegelwert von 120 cm am Pegel Hann.Münden (Abb. 1) bzw. von 111 cm am Pegel Karlshafen einzuhalten. In durchschnittlichenhydrologischen Jahren reicht dafür das Zugabewasser der Edertalsperre aus, bis sich die natürlichen Abflüsse im Herbst wieder erhöhen. Abb. 1 – Großanzeige Pegel Hann. Münden Wasserkraftnutzung und Abgaberegelung Nach der Vorgabe des WSA Hann.Münden erfolgt die Abgabe der festgelegten Wassermenge aus dem direkt unterhalb der Talsperre liegenden Affolderner See in die Eder. Die Abgabe an der Sperrmauer, die Bewirtschaftung des Affolderner Sees und des Pumpspeicherkraftwerks obliegt der E-on. Durch die Schluckfähigkeit und Charakteristik der Turbinenanlagen ergeben sich Abgabemengen, die zu einer guten Auslastung der Kraftwerksanlagen führen. Aus ökonomischen Gründen wird nach Möglichkeit versucht, bei der Festlegung der Abgabemenge die Leistungsfähigkeit der Turbinen nicht zu überschreiten.
Hochwasserbewirtschaftung Die Wasserbewirtschaftung der Edertalsperre Der weiteren Zweckbestimmung nach dient die Edertalsperre auch dem Hochwasserschutz. Da hierfür ein Freiraum bereitgehalten werden muss, steht diese Zweckbestimmung im direkten Nutzungskonflikt zur vorrangigen Zweckbestimmung, der Verbesserung der Schifffahrtsverhältnisse auf der Oberweser. Als guter Kompromiss in diesem Zielkonflikt wurde ein auf die Hochwassersaison abgestimmter, zeitvariabler Hochwasserschutzraum festgelegt. In der Zeit zwischen dem 1.11. und 15.12. eines jeden Jahres beträgt dieser bei der Edertalsperre ca. 70 Mio. m³ und verringert sich über mehrere Stützstellen, bis am 1.5. des Folgejahres die Vollfüllung erreicht werden soll. Im Einzugsgebiet der Edertalsperre als Schnee gebundenes Wasser ist als Zuschlag zum Hochwasserschutzraum zu berücksichtigen (Abb. 2). Bei Hochwasserereignissen wird der üblicherweise frei zu haltende Raum zur Rückhaltung und Beeinflussung der Hochwasserspitze genutzt. Darüber hinaus ergibt sich noch ein zusätzlicher Stauraum, weil auch nach dem Anspringen der Überläufe in der Staumauer weiter eingestaut werden kann; dieser Stauraum nennt sich „Außerordentlicher Stauraum“ und fasst über den Vollstau hinaus noch 22,6 Mio. m³. Die Nutzung dieses außerordentlichen Stauraumes erfordert eine möglichst genaue Kenntnis und Beobachtung der Niederschläge und des Abflussgeschehens im Einzugsgebiet. Mit den Eingangsgrößen aus Zufluss in Schmittlotheim, Entwicklung der Wasserstände im Einzugsgebiet, gemessener Niederschlag sowie Niederschlags- und Temperaturvorhersage werden der Talsperreninhalt bilanziert, die künftige Entwicklung vorhergesagt und eine Abgabe- Abb. 2 – Betriebsnachweis - Jahresganglinie strategie festgelegt. Dazu werden zur Zeit vielfältige Quellen genutzt. Diese reichen vom eigenen Messnetz bis zu Vorhersagen vom Deutschen Wetterdienst (DWD), der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und privaten Anbietern. Erhoben werden Wasserstände, Abflüsse, Niederschläge, Schneevolumen und Temperaturen. Ebenso werden frei im Internet verfügbare Webkameras, Wetterradarbilder, Satellitenbilder und Beobachtungen des Außenbezirks zur Beurteilung der Niederschlagssituation bzw. Schneelage herangezogen. Als Vorhersagemodell wird eine eigenentwickelte Bilanzierungsmethode verwendet, welche auf dem Einheitsganglinienverfahren basiert. Zukünftig soll ein zweites Modell von der BfG eingesetzt werden. Im Hochwasserfall wird die Wasserabgabe der Talsperre mit den Hochwasserbehörden der Länder Hessen und Niedersachsen abgestimmt. Es wird versucht, die Hochwasserspitzen der Fulda und Oberweser günstig zu beeinflussen und das Rückhaltevolumen der Talsperre möglichst optimal zu nutzen. Das Rückhaltevermögen der Talsperre ist im Verhältnis zum Abflussregime sehr begrenzt. Zurückgehalten werden können Hochwasserereignisse bis max. 5jähriger Wiederkehr, günstig beeinflussbar sind Ereignisse bis ca. 50jähriger Wiederkehr. Darüber hinaus gehende Ereignisse können kaum noch beeinflusst werden, mit einer Überschreitung der Warnstufen an der Eder ist dann zu rechnen. Kurz vor dem Erreichen des Vollstaus, möglichst zum 1.5. des Jahres, ist auf Grund des fast gänzlich fehlenden Hochwasserschutzraumes mit häufigerem, kurzen aber harmlosen Überlauf zu rechnen. In der Regel bleibt die Abgabe aber noch innerhalb der Normalwasserabgabe (Abb. 3). WSD Mitte 2004 35
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Hochwasserbewirtschaftung<br />
Die <strong>Wasser</strong>bewirtschaftung der Edertalsperre<br />
Der weiteren Zweckbestimmung nach dient die Edertalsperre<br />
auch dem Hochwasserschutz. Da hierfür ein Freiraum<br />
bereitgehalten werden muss, steht diese Zweckbestimmung<br />
im direkten Nutzungskonflikt zur vorrangigen Zweckbestimmung,<br />
der Verbesserung der Schifffahrtsverhältnisse<br />
auf der Oberweser.<br />
Als guter Kompromiss in diesem Zielkonflikt wurde ein auf<br />
die Hochwassersaison abgestimmter, zeitvariabler Hochwasserschutzraum<br />
festgelegt. In der Zeit zwischen dem<br />
1.11. <strong>und</strong> 15.12. eines jeden Jahres beträgt dieser bei der<br />
Edertalsperre ca. 70 Mio. m³ <strong>und</strong> verringert sich über mehrere<br />
Stützstellen, bis am 1.5. des Folgejahres die Vollfüllung<br />
erreicht werden soll. Im Einzugsgebiet der Edertalsperre<br />
als Schnee geb<strong>und</strong>enes <strong>Wasser</strong> ist als Zuschlag zum<br />
Hochwasserschutzraum zu berücksichtigen (Abb. 2).<br />
Bei Hochwasserereignissen wird der üblicherweise frei zu<br />
haltende Raum zur Rückhaltung <strong>und</strong> Beeinflussung der<br />
Hochwasserspitze genutzt. Darüber hinaus ergibt sich noch<br />
ein zusätzlicher Stauraum, weil auch nach dem Anspringen<br />
der Überläufe in der Staumauer weiter eingestaut werden<br />
kann; dieser Stauraum nennt sich „Außerordentlicher Stauraum“<br />
<strong>und</strong> fasst über den Vollstau hinaus noch 22,6 Mio.<br />
m³.<br />
Die Nutzung dieses außerordentlichen Stauraumes erfordert<br />
eine möglichst genaue Kenntnis <strong>und</strong> Beobachtung der<br />
Niederschläge <strong>und</strong> des Abflussgeschehens im Einzugsgebiet.<br />
Mit den Eingangsgrößen aus Zufluss in Schmittlotheim,<br />
Entwicklung der <strong>Wasser</strong>stände im Einzugsgebiet,<br />
gemessener Niederschlag sowie Niederschlags- <strong>und</strong> Temperaturvorhersage<br />
werden der Talsperreninhalt bilanziert,<br />
die künftige Entwicklung vorhergesagt <strong>und</strong> eine Abgabe-<br />
Abb. 2 – Betriebsnachweis - Jahresganglinie<br />
strategie festgelegt. Dazu werden zur Zeit vielfältige Quellen<br />
genutzt. Diese reichen vom eigenen Messnetz bis zu<br />
Vorhersagen vom Deutschen Wetterdienst (DWD), der<br />
B<strong>und</strong>esanstalt für Gewässerk<strong>und</strong>e (BfG) <strong>und</strong> privaten Anbietern.<br />
Erhoben werden <strong>Wasser</strong>stände, Abflüsse, Niederschläge,<br />
Schneevolumen <strong>und</strong> Temperaturen. Ebenso werden<br />
frei im Internet verfügbare Webkameras, Wetterradarbilder,<br />
Satellitenbilder <strong>und</strong> Beobachtungen des Außenbezirks<br />
zur Beurteilung der Niederschlagssituation bzw.<br />
Schneelage herangezogen.<br />
Als Vorhersagemodell wird eine eigenentwickelte Bilanzierungsmethode<br />
verwendet, welche auf dem Einheitsganglinienverfahren<br />
basiert. Zukünftig soll ein zweites Modell von<br />
der BfG eingesetzt werden.<br />
Im Hochwasserfall wird die <strong>Wasser</strong>abgabe der Talsperre<br />
mit den Hochwasserbehörden der Länder Hessen <strong>und</strong> Niedersachsen<br />
abgestimmt. Es wird versucht, die Hochwasserspitzen<br />
der Fulda <strong>und</strong> Oberweser günstig zu beeinflussen<br />
<strong>und</strong> das Rückhaltevolumen der Talsperre möglichst optimal<br />
zu nutzen.<br />
Das Rückhaltevermögen der Talsperre ist im Verhältnis<br />
zum Abflussregime sehr begrenzt. Zurückgehalten werden<br />
können Hochwasserereignisse bis max. 5jähriger Wiederkehr,<br />
günstig beeinflussbar sind Ereignisse bis ca. 50jähriger<br />
Wiederkehr. Darüber hinaus gehende Ereignisse können<br />
kaum noch beeinflusst werden, mit einer Überschreitung<br />
der Warnstufen an der Eder ist dann zu rechnen.<br />
Kurz vor dem Erreichen des Vollstaus, möglichst zum 1.5.<br />
des Jahres, ist auf Gr<strong>und</strong> des fast gänzlich fehlenden<br />
Hochwasserschutzraumes mit häufigerem, kurzen aber<br />
harmlosen Überlauf zu rechnen. In der Regel bleibt die Abgabe<br />
aber noch innerhalb der Normalwasserabgabe<br />
(Abb. 3).<br />
<strong>WSD</strong> <strong>Mitte</strong> <strong>2004</strong><br />
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