EP-4116497-B1 - DAM RELIEF

Inventors

• Zhang, Zhengji

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220622

Claims (7)

1. Method for relieving a main dam (1) of a dam structure arrangement (14) of a reservoir, wherein the dam structure arrangement (14) comprises a main dam (1) for impounding a reservoir and a relief dam (5), wherein downstream of the main dam (1) a relief dam (5) is constructed which has a lower height than the main dam (1), wherein between the main dam (1) and the relief dam (5) a relief reservoir (6) is formed in such a manner that resulting hydrostatic pressure forces on the main dam (1) are reduced, characterized in that the structure height of the relief dam (5) is between 30% and 95% of the structure height of the main dam (1) and wherein a crest of the relief dam (5) lies at least 5% of the structure height of the main dam (1) below the crest of the main dam (1) and a water level in the relief reservoir (6) lies at least 5% of the structure height of the main dam (1) below a water level of the reservoir (2).
2. Method according to claim 1, characterized in that the relief reservoir (6) has a free surface.
3. Use of the method according to one of claims 1 or 2 for relieving an existing main dam (1) requiring rehabilitation instead of its complete rehabilitation.
4. Dam structure arrangement of a reservoir comprising a main dam (1), wherein the dam structure arrangement comprises, downstream of the main dam (1), a relief dam (5) which has a lower height than the main dam (1), wherein between the main dam (1) and the relief dam (5) a relief reservoir (6) is formed in such a manner that resulting hydrostatic pressure forces on the main dam (1) are reduced, characterized in that the structure height of the relief dam (5) is between 30% and 95% of the structure height of the main dam (1) and wherein a crest of the relief dam (5) lies at least 5% of the structure height of the main dam (1) below the crest of the main dam (1) and a water level in the relief reservoir (6) lies at least 5% of the structure height of the main dam (1) below a water level of the reservoir (2).
5. Dam structure arrangement according to claim 4, characterized in that the main dam (1) requiring rehabilitation can be partially rehabilitated, wherein the main dam (1) can also additionally be raised if required.
6. Dam structure arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the main dam (1) and the relief dam (5) each comprise at least one reference point by means of which a deformation of the main dam (1) and/or of the relief dam (5) as well as a displacement of the main dam (1) and/or of the relief dam (5) relative to one another can be monitored.
7. Dam structure arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the relief reservoir (6) comprises at least one intermediate floor.

Description

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entlastung einer bestehenden oder neuen Staumauer durch deren Integrieren in eine Staubauwerksanordnung. Weiter betrifft die Erfindung eine Staubauwerksanordnung umfassend eine Hauptstaumauer und eine Entlastungsmauer. Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entlastung einer Hauptstaumauer einer Staubauwerksanordnung. Staubauwerke sind auch als Talsperren, Staumauern oder Staudämme bekannt und gehören oft, aber nicht nur zur Stauanlage eines Wasserkraftwerks. Ein Staubauwerk kann verschiedene Bauweisen wie z.B. Gewichtsstaumauer, Bogenstaumauer und Pfeilerstaumauer aufweisen. Dem Fachmann sind solche Bauweisen bekannt. Die US779,703 und FR594.913 offenbaren ein Verfahren und eine Staubbauwerksanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aufgrund langer Einsatzzeiten von Dekaden bis zu hundert Jahren werden Staubauwerke sanierungsbedürftig oder müssen gar ersetzt werden. Eine komplette Sanierung setzt oft eine monate- bis jahreslange Stilllegung des Kraftwerksbetriebs voraus. In dieser Zeit ist eine Produktion der Elektrizität nicht möglich, womit grosse Betriebsverluste verursacht werden. Durch die Entleerung der Staubecken respektive durch das dadurch fehlende Fassungsvermögen für Wasser können weitere Probleme im Wassermanagement des Gebietes anfallen. Es sind diverse Methoden bekannt, mit welchen eine Sanierung eines bestehenden Staubauwerks erreicht werden kann. Zum Beispiel können insbesondere bei Leckagen im Bodenbereich Betonkapseln mit dem Staubauwerk verbunden werden, wobei die Kapsel über eine Leitung mit dem Innern des Stausees derart verbunden ist, dass in der Kapsel ein Gegendruck erzeugt wird. In einer weiteren Variante wird flussabwärts ein neues Staubauwerk als Ersatzstaumauer gebaut, wobei nach Vollendung des neuen Staubauwerks das alte Staubauwerk geflutet wird. Dem Fachmann sind weitere Techniken zur Sanierung oder zum Neubau von Staubauwerken bekannt. Bei den bekannten Verfahren zum Neubau und zur kompletten Sanierung besteht der Nachteil, dass diese sehr aufwendig und damit teuer sind. Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zur Entlastung von bestehenden Staubauwerken respektive von neuen Staubauwerken zu schaffen, welches besonders kostengünstig durchführbar ist. Das Verfahren ermöglicht insbesondere, eine Entlastung ohne Entleeren des Stausees durchzuführen. Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung wird flussabwärts zur Hauptstaumauer eine Entlastungsmauer gebaut, welche eine niedrigere Höhe als die Hauptstaumauer aufweist, wobei zwischen der Hauptstaumauer und der Entlastungsmauer ein Entlastungssee derart gebildet wird, dass resultierende hydrostatische Druckkräfte auf die Hauptstaumauer reduziert werden. Im Verfahren zur Entlastung eines bestehenden Staubauwerks wird somit flussabwärts zur Hauptstaumauer eine Entlastungsmauer gebaut, welche eine niedrigere Höhe als die Hauptstaumauer aufweist. Anschliessend wird zwischen der Entlastungsmauer und der Hauptstaumauer ein Entlastungssee gebildet. Die Erfindung betrifft weiter eine Staubauwerksanordnung umfassend eine Hauptstaumauer, wobei die Staubauwerksanordnung flussabwärts zur Hauptstaumauer eine Entlastungsmauer umfasst, welche eine niedrigere Höhe als die Hauptstaumauer aufweist, wobei zwischen der Hauptstaumauer und der Entlastungsmauer ein Entlastungssee derart gebildet ist, dass resultierende hydrostatische Druckkräfte auf die Hauptstaumauer reduziert werden. Der Entlastungssee ist vorzugsweise derart angelegt, dass das Niveau des Wassers im Entlastungssee innerhalb einer Höhe zwischen dem Tiefpunkt der stauseeseitigen Hauptstaumauer und dem Niveau des Wassers im Stausee liegt. Während das Wasser im Stausee einen Druck gegen die Hauptstaumauer ausübt, wird dieser Druck durch einen Gegendruck im Entlastungssee zumindest teilweise kompensiert, so dass die Hauptstaumauer dadurch mit einem geringeren resultierenden Druck beaufschlagt ist. Damit wird die Hauptstaumauer druckentlastet. Anstelle der Sanierung kann eine sanierungsbedürftige Hauptstaumauer durch diese bauliche Massnahme entlastet werden. Je nach Ausbildung der Hauptstaumauer kann damit auch eine Verstärkung der Hauptstaumauer erreicht werden. Falls es sich um eine Gewichtsstaumauer handelt, deren Querschnitt nach oben hin abnimmt, kann mit dem Entlastungssee eine Gewichtskraft auf die Hauptstaumauer wirken, welche die Hauptstaumauer verstärkt respektive nach unten presst. Die Wirkungen der Entlastungsmauer und des Entlastungssees lassen sich wie folgt beispielhaft berechnen: Für eine quantitative Abschätzung der Entlastung der Hauptstaumauer wird bei beiden Mauern konstante Breite B von unten bis oben angenommen. Die statischen Drücke jeweils im oberen Stausee und unteren Entlastungssee nehmen linear mit der Tiefe des Wassers zu. Die Belastung der Hau