Staudamm

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Einleitung

Staudamm, Barriere, die z. B. gegen einen Fluss oder eine Strömung errichtet wird, um entweder das Hinterland vor Hochwasser zu schützen oder einen Stauraum zur Wasserspeicherung zu schaffen (Stausee). Zweckmäßigerweise errichtet man einen Staudamm in einem Flusstal und erhält so eine Talsperre. Talsperren dienen beispielsweise zur Erzeugung von elektrischem Strom (siehe hydroelektrische Energie), zur Trink- und Brauchwasserversorgung und zur Wasserspeisung für landwirtschaftlich genutzte Bewässerungssysteme. Darüber hinaus haben einige Dämme auch andere Funktionen, wie z. B. die Begradigung oder Umleitung von Flüssen. Der älteste noch erhalten gebliebene Staudamm wurde am Orontes (Syrien) 1300 v. Chr. erbaut. Zahlreiche Erdwälle aus jenen Zeiten waren Teile eines aufwendigen Bewässerungssystems. Die Konstruktion von scheinbar unzerstörbaren Dämmen mit großer Höhe und enormer Speicherkapazität wurde erst im 20. Jahrhundert durch den Einsatz von Zement, Beton und Erdbewegungsmaschinen sowie moderner Fördertechnik möglich.

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Gesichtspunkte bei der Entwicklung

Ein Staudamm muss den gesamten auf ihn wirkenden Kräften standhalten. Zu diesen Kräften, die bei der Konstruktion eines Dammes berücksichtigt werden müssen, zählen in erster Linie die Erdanziehungskraft (die den Staudamm nach unten absenkt) und der hydrostatische Druck (des Wassers auf die Staumauer). Weitere zu berücksichtigende Kräfte sind u. a. der Auftrieb, der das Gewicht des Dammes vermindert und durch den hydrostatischen Druck auf das Fundament entsteht, Druck durch Eisbildung sowie Bewegungen der Erdmassen. In bestimmten Gegenden müssen auch mögliche Erdbeben in die Planungen mit einbezogen werden. Anhand geologischer Untersuchungen bestimmt man, ob die natürlichen Fundamente ein Durchsickern verhindern sowie das Gewicht des Dammes und des gestauten Wassers halten können.

Fehlerhafte Planungen können zu katastrophalen Auswirkungen führen. Zu den traurigen Beispielen zählt die Katastrophe, die sich am Vaiont-Damm in den italienischen Alpen ereignete. Am 9. Oktober 1963 kamen im Piavetal und in der Ortschaft Longarone 2 500 Menschen ums Leben, als durch einen Erdrutsch Fels- und Geröllmassen in das Wasser hinter dem Staudamm glitten und eine riesige Flutwelle auslösten. Diese schwappte über die 265 Meter hohe Staumauer. Die Gewalt, die die riesigen Wassermengen beim Herabstürzen von dieser Höhe hatten, war so groß, dass sie mehrere Kilometer von dem dahinter liegenden Tal flussabwärts zerstörte. Verschiedenartige geologische Bedingungen waren für den Erdrutsch verantwortlich. Nachträgliche Untersuchungen zeigten vor allem erhebliche Schwachstellen in den anstehenden Gesteinen um den Damm.

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Höhe des Dammes

Die Höhe eines Staudammes wird nicht nur durch die Topographie des Gebiets begrenzt. Auch andere Faktoren führen dazu, die maximale Dammhöhe zu reduzieren. Wenn das primäre Ziel des Dammes in der Elektrizitätsgewinnung besteht, ist die Dammhöhe entscheidend, da die Höhe der elektrischen Energie in direktem Verhältnis zur Fallhöhe des gestauten Wassers steht. Für Dämme, die eine Überschwemmung verhindern sollen, ist das Dammvolumen die entscheidende Größe.

Der Stausee, der durch den Dammbau entsteht, kann mitunter sehr groß werden. Ein Beispiel ist der Karibasee, ein Wasserreservoir hinter dem 125 Meter hohen Kariba-Damm am Sambesi. Der Damm zwischen Simbabwe und Sambia wurde 1960 fertig gestellt. Der See selbst ist 282 Kilometer lang, 5 310 Quadratkilometer groß und fasst ein Volumen von über 180 Milliarden Kubikmeter Wasser.

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Überlaufrinnen

Sobald sich der beabsichtigte Wasserstand eingestellt hat, verhindern besondere Vorrichtungen, dass dieser Pegel nicht überschritten wird. Mit Hilfe so genannter Überlaufrinnen lässt man überschüssiges Wasser ab, ohne den Damm, das Elektrizitätswerk oder das dahinterliegende Tal zu gefährden. Etwas unter dem höchsten Punkt des Dammes liegt eine abgerundete Kante. In einigen Fällen sind über der abgerundeten Kante bewegliche Tore angebracht, um das maximale Dammvolumen nutzen zu können.

Am Hoover Dam am Colorado River (USA) wird z. B. eine Schacht-Überlaufrinne verwendet. Falls der Wasserstand zu hoch ist, führt bei Schacht-Überlaufrinnen ein flussaufwärts gelegener Schacht das Wasser von dem Reservoir weg. Der vertikale Schacht steht in Verbindung mit einem horizontalen Rohr, welches über den Staudamm in den darunter liegenden Fluss mündet.