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HANDBUCH

DER

INGENIEUR WISSENSCHÄFTEN

in fünf Teilen

Dritter Teil

DerWasserbau

Begründet von

Ludwig Franzius (f) und Eduard Sonne

Herausgegeben von 6. Franzius, A. Frühling (f ), E. Genzmer, Th. Koehn, Fr. Krenter, Th. Rehbock, 0. Smreker, Ed. Sonne and G. de Thierry

Vierte, vermehrte -A^mflagce

Leipzig und Berlin

Verlag von Wilhelm Engelmann 1913

DER

WASSERBAU

III. Teil des Handbuchs der Ingenieurwissenschaften

Zweiter Band

Stauwerke

Bearbeitet von

P. Gerhardt, K. E. Hilgard, E. Mattem und Th. Rehbock

Zweite Abteilung

Die Talsperren

Bearbeitet von

E. Mattem

Begierungs- und Baurat in Potsdam, Privatdozent an der Technischen Hochschule Berlin berausgegeben von

Th. Rehbock

Oberbaurat, Professor an der Technischen Hochschule zu Karlsruhe i. B.

"Vierte, vermehrte Auflage

Mit 351 Textabbildungen, vollständigem Sachregister und 2 lithographierten Tafeln

Leipzig und Berlin

Verlag von Wilhelm Engelmann

1913

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Copyright 1913 by Wilhelm Engelmann in Leipzig und Berlin.

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Vorwort.

Dieses Buch versucht ein Gesamtbild der technischen und wirtschaftlichen Grundlagen der Talsperren zu geben. Es behandelt zunächst an den Beispielen neuerer Anlagen die mannigfachen Zwecke, denen die Wasseraufspeicherungen dienen. Die wasserwirtschaftlichen und geologischen Voruntersuchungen, die bei diesen Unternehmungen einen hervorragenden Platz beanspruchen dürfen, sind ausführlich besprochen. Daran schließen sich die Abhandlungen über die Bauweise und Berechnung der Staumauern, Staudämme, eisernen und Eisenbeton-Sperren und der aufgelösten Bauart. Den baulichen Einrichtungen für die Durchführung des wasserwirtschaftlichen Betriebes, ferner der Bauausführung der Talsperren, die ihre Eigenart besitzt, sowie dem Betriebe sind besondere Abschnitte gewidmet. Im weiteren hat der Verfasser die wirtschaftlichen Grundlagen dargelegt, und zwar im engeren Bahmen die technische Wirtschaftslehre, die den Maßstab liefert für die Beurteilung der Einzelkonstruktionen und Baustoffe, im besonderen aber die Gesichtspunkte für die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlagen. Dieser Teil umfaßt allgemeine wirtschaftliche Betrachtungen, die Kosten und die Ertrags-sowie die Beitragskostenberechnungen. Die Erkenntnis ist heute in allen beteiligten Kreisen durchgedrungen, daß der Ingenieur hervorragend berufen ist, im Wirtschaftsleben schaffend und leitend mitzuarbeiten. Dazu muß man aber die Kenntnis der Grundauffassungen der Wirtschaftslehre besitzen, und darum darf auch das Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften sich nicht der Behandlung dieser Seite des Gegenstandes entziehen.

Der deutsche Talsperrenbau ist verhältnismäßig noch jung, und das Ausland nimmt bisher nur wenig Anteil an unseren Ausführungen. Aber über die ersten Erfahrungen sind auch wir hinaus und diese können im ganzen als erfreuliche bezeichnet werden. Die mitgeteilten wasserwirtschaftlichen und wirtschaftlichen Betriebsergebnisse tun dies dar, im Gegensatz zu manchen trüben Auffassungen, denen man heute zuweilen noch begegnet. Der Einfluß der Talsperren greift so ziemlich auf alle Zweige des Wasserbaues hinüber, und der Wasserausgleich gewinnt damit eine immer mehr zunehmende Bedeutung. Die Aufgaben werden stetig schwierigere, und als die ersten Probleme der Gegenwart und nächsten Zukunft erweisen sich die Wasseraufspeicherungen großen Stiles zum Ausgleich der Wasserführung der Ströme für die Schiffahrt und für den Hochwasserschutz der Täler. Solche Ziele verlangen eine weitschauende Auffassung und durchgreifende Mittel, und man wird nicht zurückschrecken dürfen vor Aufwendungen, die notwendig sind, um außerordentliche Stauräume zu schaffen. Das bedingt zum Teil eine Änderung der bisherigen Wirtschaftsweise und eine einheitliche Zusammenfassung der Wasserwirtschaft der ganzen Stromgebiete, unabhängig von den politischen

Grenzen. Die neuere deutsche Wassergesetzgebung, wie sie in dem Reichsgesetz betreffend den Ausbau der deutschen Wasserstraßen und die Erhebung von Schiffahrtsabgaben vom 24. Dezember 1911 Ausdruck gefunden hat, bewegt sich in dieser Richtung. Dieses Gebiet ist darum im letzten Abschnitt der Schrift insoweit berührt, als dies vom Standpunkt des Ingenieurs von Interesse schien.

Möge das Buch anregen zur Vertiefung in den reichen Studienstoff, den die Talsperren liefern. Die Literatur des Auslandes bietet in dieser Hinsicht viele Quellen der Forschung und Belehrung. Der deutsche Ingenieur darf auf dieser Bahn nicht Zurückbleiben.

E. Mattem.

Potsdam, im August 1913.

Handbuch der Ingenieurwissenschaften.

' Dritter Teil.

Übersicht des Inhaltes der im Erscheinen begriffenen 4. Auflage:

I. Band.

Gewässerkunde.

II.

I. Kapitel: Regen, Grundwasser, Quellen und stehende Gewässer. Fließende Gewässer.

III.

Praktische Hydraulik.

II. Band.

Stauwerke.

I. Kapitel: Allgemeine Betrachtung der Wehre. Feste Wehre.

Bewegliche Wehre.

Fischwege.

Talsperren.

II.

III.

IV.

V.

III. Band.

Wasserversorgung der Städte.

Kapitel: Voruntersuchungen.

»    Allgemeine Anordnung der Wasserwerke.

»    Gewinnung, Reinigung und Aufspeicherung    des    Wassers.

»    Leitung, Förderung und Verteilung des Wassers.

»    Wasserwerksbetrieb.

IV. Band. Entwässerung der Städte.

I. Kapitel: Anlagen zur Abführung der Brauch- und Regenwässer.

» Klärung und Reinigung der städtischen Abwässer.

Y. Band. Binnenschiffahrt. Schiffahrtskanäle. Flußkanalisierung.

I. Kapitel: Wasserstraßen. Flößerei und Binnenschiffahrt. Binnenschiffahrtskanäle.

Kanalisierung der Flüsse.

II.

II.

III.

VI. Band. Flußbau.

I. Kapitel: Allgemeines.

II.

III.

Verbauung der Wildbäche. Bändigung der Gebirgsflüsse. Verbesserung der schiffbaren Flüsse.

VII. Band. Landwirtschaftliche Bodenyerbesserungen, Fischteiche, Flußdeiche,

Deichbau und Deichschleusen.

I. Kapitel: Landwirtschaftliche Bodenverbesserungen (Meliorationen).

Fischteiche.

Flußdeiche und sonstige Mittel zur Bekämpfung des Hochwassers der Flüsse. Seedeiche.

Deichschleusen (Siele).

II.

III.

IV.

V.

VIII. Band. Schiffsschleusen.

IX. Band. Meer. Seeschiffahrt. Küsten.

I. Kapitel: Das Meer.

Die Seeschiffahrt.

Die Küsten. Seeuferbau.

II.

III.

X. Band. Strommiindungen. Seekanäle.

I. Kapitel: Strommündungen mit schwacher Flut.

Strommündungen mit starker Flut.

Seekanäle.

II.

III.

XI. Band. Der Hafenbau.

I. Kapitel: Binnenschiffshäfen.

Seeschiffshäfen.

Hafendämme, Ufermauern und Schiffsbauanstalten.

II.

III.

XII. Band. Seezeichen.

XIII. Band.

Aushau von Wasserkräften.

I. Kapitel: Allgemeines.

Ausgeführte Beispiele von Wasserkraft-Anlagen.

Einzelheiten über Entwurf und Ausführung der verschiedenen Bauteile, über Tarife und den Betrieb von Wasserkraft-Anlagen.

II.

Inhalts -V erzeichnis.

Dritter Abschnitt.

Die Talsperren.

Technische und wirtschaftliche Grundlagen

bearbeitet von

E. Mattern

Regierungs- und Baurat in Potsdam, Privatdozent an der Technischen Hochschule Berlin.

V. Kapitel.

A) Die Zwecke der Talsperren.

Seite

§ 2. Talsperren für Bewässerungszwecke .

§ 3. Talsperren für Trinkwasserversorgung § 4. Talsperren für Schiffahrtszwecke . . Literatur .............

11

19

24

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Talsperren für Kraftgewinnung . Talsperren für Hochwasserschutz Literatur ...........

24

28

34

§ 7. Talsperren für gemeinsame Zwecke

34

B) Technische Grundlagen.

I. Vorarbeiten und wasserwirtschaftliche Voruntersuchungen.

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Hydrometrische Arbeiten im allgemeinen . . . Ermittlung der Niederschläge und Abflußmengen

a)    Niederschlagshöhen und -Mengen . . .

b)    Abflußmengen............

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46

46

51

Literatur

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§ 14.

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Die Eigenschaften des Talsperrenwassers.......................

Wasserbedarf für die verschiedenen Zwecke der Talsperren..............

Gesichtspunkte für die Wahl eines Talbeckens zur Wasseraufspeicherung........

Allgemeine Erörterungen über die Größe des Stauraumes für den Ausgleich des Wasserabflusses ............................

Wasserwirtschaftspläne.......................

a)    Allgemeines........................

b)    Verluste durch Versickern und Verdunsten.........

c)    Aufstellung der Wasserwirtschaftspläne...........

Geologische und Untergrunduntersuchungen.............

Vermessungsarbeiten. Kartierung. Entwurfsaufstellung. Grunderwerb Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken

A) Begriff der Sammelbecken.........

Bj Vorbereitung, Form und Inhalt der Entwürfe

78

81

85

93

101

101

103

109

157

173

181

181

Seite

C)    Genehmigungs-Bt lingungen....................

I. Bauausführung......................

II. Betriebseröffnung.....................

III.    Betrieb.........................

IV.    Unterhaltung.......................

V. Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung...........

VI. Stauwärter ........................

VII. Einstellung des Betriebes .................

VIII. Ergänzung der Bedingungen................

D)    Handhabung der Bauaufsicht . . .................

E)    Abschließende Untersuchung vor der Betriebseröffnung. (Abnahme.)

F)    Handhabung der Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung.....

G)    Sammelbeckenbuch........................

Muster zu einer Dienstanweisung für Stauwärter bei Sammelbecken.....

185

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192

193

II. Die Bauweise der Talsperren im allgemeinen.

§ 17.

§ is.

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COS COS COS COS COS

Der Grundriß...................

Die Baustoffe der Talsperren.............

Literatur.....................

Die Abdichtüng der Mauern............

Entwässerung des Mauerinnern und Besichtigungsgänge

Höhenlage der Mauerkrone..............

Fahrbahn......................

Die Architektur der Talsperren............

194

195

199

200

209

211

211

214

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III. Berechnung und Querschnittsgestaltung der gemauerten Talsperren.

Geschichtlicher Rückblick über die Entwicklung der Querschnittsformen.......

Die naturgemäße Querschnittsform.........................

Querschnittsgestaltung nach praktischen Gesichtspunkten...............

Die Standsicherheitsbedingungen..........................

Die rechnerische Untersuchung von Talsperrenquerschnitten.............

a)    Grundlagen für die Berechnung......................

b)    Das Rechnungsverfahren..........................

Beispiel für das Rechnungsverfahren. Graphische Untersuchung.......

Analytische Berechnung..........................

A.    Für volles Becken..........................

B.    Für leeres Becken..........................

Zulässige Beanspruchungen des Mauerwerkes....................

Sicherheit gegen Gleiten..............................

Gang des Verfahrens für die Querschnittsermittlung.................

Neuere Gesichtspunkte für die Berechnung und den Entwurf von Sperrmauern . . . .

a)    Der innere'Auftrieb (Unterdrück) in Talsperren...............

b)    Gewölbewirkung..............................

c)    Die Verteilung der Schubkräfte im Querschnitt der Sperrmauern.......

218

224

225

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CM CO CM CM

240

242

258

259

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273

283

IV. St au dämme.

. 292

§ 33. Vergleich zwischen Dämmen und Mauern.....

§ 34. Die Bauweise der Staudämme..........

a)    Staudämme in reiner Erdschüttung ....

b)    Dämme mit künstlicher Abdichtung ....

«) Abdichtungen an der Wasserseite . . . ß) Abdichtung durch einen inneren Kern .

c)    Die neuere amerikanische Bauweise der Staudämme mittels Einschlämmung

(hydraulic fill method) und mittels Geröllschüttung (»rock fill« Dämme) .... 322 § 35. Vergleichende Betrachtungen über die verschiedenen Bauweisen von Staudämmen .... 327 Literatur der Staudämme

294

294

. 301

301

. 309

V. Besondere Bauweise der Talsperren.

Seite

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Aufgelöste Bauweise....................

Eiserne Talsperren . ...................

Talsperren aus Eisenbeton.................

Literatur zu Abschnitt V »Besondere Bauweise der Talsperren«

335

338

341

345

VI. Die Betriebseinrichtungen der Talsperren.

§ 39.

§ 40.

§ 41.

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§ 45.

§ 46.

Allgemeines.............................

Die konstruktiven Einrichtungen zur Wasserentnahme.........

a)    In der Mauer........................

b)    Umlaufstollen für die Betriebs (Nutz-) Wasserentnahme......

c)    Die Verschlußvorrichtungen.................

1.    Bohrschieber......................

2.    Flachschieber......................

3.    Rollschütze.......................

4.    Drosselklappen (Drehschütze)...............

Die konstruktiven Einrichtungen der Hochwasserentlastungsanlagen . . .

a)    Allgemeine Anordnung....................

b)    Bemessung der Leistungsfähigkeit der Entlastungsanlagen . . .

c)    Die Höhenlage des Überlaufs.................

d)    Eisbrecher ..........................

Die Entlastungsvorrichtungen der Hochwasserschutzbecken im besonderen

Die Betriebseinrichtungen der Staudämme...............

Berechnung der Leistungsfähigkeit der Entnahme- und Hochwasserentlastungsanlagen

(Überfälle, Rohrleitungen, Stollen, Abfallschächte und Notauslässe)..........

Außergewöhnliche Betriebseinrichtungen .......................

Literatur......................................

Nebenanlagen....................................

346

. 349

349

358

. 362

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373

375

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396

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VII. Die Bauausführung der Talsperren.

Die Einrichtung der Baustelle. Allgemeines..............

Die Förderung der Baustoffe auf der Baustelle.............

Der Maschinenbetrieb auf der Baustelle einer Talsperre........

Die Bauarbeiterverhältnisse und Wohlfahrtseinrichtungen auf der Baustelle

Umleitung des Wassers um die Baustelle während der Bauzeit.....

Der Arbeitsplan für die Bauausführung................

Die Baustoffe, ihre Gewinnung und Prüfung..............

Anlage und Betrieb der Steinbrüche..................

Der Bausand............................

Der zweckmäßigste Mörtel für Talsperren...............

Die Bindemittel...........................

Festigkeitsprüfung der Mörtel.....................

Die Mörtelbereitung.........................

Die Erd- und Felsarbeiten......................

Reinigen, Ausgießen und Betonieren der Felssohle. Quellenfassung. . .

Die rheinisch-westfälische Bauweise, die Bauweise mittels Gerüstkrane oder Seilbahnen . 492

Die Mauerarbeiten..................................

Die Ausführung der Staumauern in Beton.......................

Die Absteckung der Talsperren............................

Der Tunnelbau bei Talsperrenausführungen......................

Staatliche Bauaufsicht bei Talsperrenbauten. Vertragsbedingungen. Eigenbetrieb oder

Unternehmerbau..................................

Besondere Bedingungen für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a./Harz .... 530 Literatur

435

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486

490

506

516

520

523

527

Seite

VIII. Der Betrieb der Talsperren.

§ 68.

§ 69.

Die Inbetriebsetzung (erste Anstauung).........................

Die Betriebsführung.................................

Anweisung betreffend die dauernde Beaufsichtigung der Stauweiheranlage im Sengbachtale

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§ 70. § 71. § 72. § 73. § 74. § 75.

§ 76.

§ 77.

Die Unterhaltung der Sperrmauern........

Einzelaufgaben des Betriebes...........

Wasserwirtschaftlicher Betrieb..........

Beispiele von Betrieben und Betriebsergebnisse . .

Fischereibetrieb in den Talsperrenbecken.....

Nachträgliche Aufhöhung von Sperrmauern .... Nachträgliche Abdichtungsarbeiten an Sammelbecken

Zerstörung von Talsperren............

Literatur zu Abschnitt VIII............

548

549

554

559

575

576

584

587

594

C) Wirtschaftliche Grundlagen.

I. Allgemeine wirtschaftliche Betrachtungen.

§ 78. Die wirtschaftliche Bedeutung der Talsperren.............

§ 79. Wirtschaftspolitische Momente. Wirtschaftliche Form der Unternehmung § 80. Geldaufbringung. (Finanzierung.)...................

595*

600

605

II. Die Kosten der Talsperren.

H IN CO OO OO CO

ec» von zoi

Die Massenberechnung.........

Die Ermittlung der Kosten........

Kostenangaben nach ausgeführten Anlagen

a)    Einzelkosten...........

b)    Gesamtkosten..........

606

614

618

618

620

III. Die Ertrags- und Beitragskostenberechnungen.

§ 84. Allgemeines......................

§ 85. Die Aufstellung von Ertragsberechnungen........

§ 86. Beitragsermittlungen für Talsperrengenossenschaften . . .

§ 87. Wirtschaftlichkeit des Hochwasserschutzes........

§ 88. Wirtschaftlichkeit der Talsperren für gemeinsame Zwecke

628

630

638

642

645

IV. Wirtschaftliche Betriebsergebnisse.

§ 89. Allgemeines § 90. Beispiele . Literatur .

646

647

657

V. Wasserrechtliche Gesetzgebung, Verordnungen, Satzungen.

§ 91. Allgemeines........

§ 92. Anhang: Gesetze, Satzungen Sachregister........

659

665

Dritter Abschnitt.

Die Talsperren.

Technische und wirtschaftliche Grundlagen

2) Annal, d. P. et Chauss. 1899. Le Génie Civil 18

Führer durch die Sammelausstellung aus dem Gebiet

1902

Bedarf für Kanalspeisung. Für die Planung von Kanä

Es ist für das Becken zunächst ein Stauinhalt von

Wassermengen der freifließenden Ruhr in gleicher S

Abb. 53. Darstellung der Hochflut des Queis vom Ju

Wenn man auf Grund dieser Voruntersuchungen zu ein

E) Abschließende Untersuchung vor der BetriebserÖffnung. (Abnahme.)

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Wasserader entspricht ein gewisses Wirkungsfeld. D

Es gilt noch gemeinhin als Regel, daß Erddämme für

Bauausführung. Bei Aushebung der Fundamentgrube

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sich, die Schieberkeile möglichst auf ihre ganze L

Einigen allgemeinen Anhalt über die größten vorkom

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2. Die Forstgenossenschaft hat sich aller Maßnahme

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Maurer durch einfachen Handstrich mit der Kelle in

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§ 67. Staatliche Bauaufsicht hei Talsperrenhauten. Vertragsbedingungen.

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11

Vor allem aber sollte man nicht den Gesichtspunkt

wiesen wurde, in letzterem durchschnittlich einen

Tilgung von 3 v. H. des Kapitals verpachtet. Die s

§ 1.

—, wasserwirtschaftlicher 554.

12.

Technische und wirtschaftliche Grundlagen

bearbeitet von E. Mattem

Regierungs- und Baurat in Potsdam, Privatdozent an der Technischen Hochschule Berlin.

V. Kapitel.

A) Die Zwecke der Talsperren.

§ 1. Einleitung. Es ist der Zweck der Talsperren, durch Aufstauung von Wasser Sammelbecken zu bilden und den wechselnden Abfluß der natürlichen Wasserläufe auszugleichen. Dies geschieht in der Weise, daß die überreichen Wasservorräte in regenreichen Zeiten zurückgehalten und in späterer Trockenheit nach und nach, dem Bedarf entsprechend, abgelassen werden. Diese Maßnahmen bedeuten also einen Eingriff in den von Natur gegebenen Wasserhaushalt, der geeignet ist, nicht nur die wirtschaftlich bösen Folgen der Dürre für den Menschen, die Tier- und Pflanzenwelt abzuwenden, sondern auch Schaden zu verhindern, der entsteht, wenn eine Hochflut die bordvollen Ufer eines Flusses oder Baches übersteigt und verheerend die Niederungen überschwemmt, Brücken zerstört und die Frucht der Acker und Wiesen vernichtet. Wir sehen zwar, wie die Natur selbst durch verschiedene Bodenbedeckung in gleichem Sinne wirkt. Ein guter Waldbestand trägt dazu bei, den Niederschlag regenreicher Tage zurückzuhalten, indem sich das Wasser an den Blättern, den Baumstämmen und im Moos festsetzt und verlangsamt zum Abfluß gelangt. Ebenso wirken auch Seeflächen im Niederschlagsgebiet eines Flusses vorteilhaft ein auf den Abflußvorgang, wofür u. a. die Seen am Nordabhange der Alpen, in Schweden usw. Beispiele bilden. In Deutschland sind solche seenreiche Bezirke nur im südlichen Bayern, in Ost- und Westpreußen sowie in der Mark Brandenburg in nennenswertem Umfange vorhanden. Bei den Abflüssen aus den Seen Ostpreußens ist infolge dieser günstigen Einwirkung das Verhältnis von Niedrig- und Hochwasser etjva 1:4, in Schweden bis 1:2. Es wird angegeben, daß durch die Juragewässer-Korrektion und die künstliche Regelung der Abflüsse des Brienzer-, Thuner-, Bieler-, Vierwaldstätter-, Zuger- und Züricher-Sees die größten Hochwasser unterhalb Basel um 1000 bis 1500 cbm/sek. zurückgegangen sind und die niederen Beharrungszustände sich um 50 bis 100 cbm/sek. gehoben haben¹). Aber diese Seeflächen sind nur spärlich über die Erdoberfläche verteilt und nehmen im übrigen meist nur einen bescheidenen Anteil des Niederschlagsgebiets ein. In dem seenreichen

D Gelpke, Groß-Schiffahrt auf dem Rhein.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Schweden beträgt die Fläche der Binnenseen etwa 8 v. H. des Gesamtflächeninhaltes des Landes¹). In der Schweiz schwankt das Verhältnis der Seenfläche zur Größe der den Seen zugehörigen Niederschlagsgebiete zwischen 2 (Thuner See) bis 15,5 y. H. (Zuger See). Ferner mildern auch die Gletscher der Hochgebirge den schroffen Wechsel der Wasserführung. Aber auch hiervon zieht nur ein kleiner Teil aller Flüsse Vorteil. Dieser Einfluß des Waldes, der sonstigen Bodenbedeckung, der Gletscher und Seen ist ein begrenzter und entzieht sich vor allem auch der Herrschaft des Menschen. Wohl können Wälder in ihrem Bestände dauernd gesichert oder Ödflächen aufgeforstet werden, wie das letztere neuerdings geschieht, nachdem man den unheilvollen Einfluß der früher zu starken Raubwirtschaft an den Waldungen erkannt hat. Aber der Wald vermag nur solange bis er gesättigt ist, das Wasser aufzuhalten und gibt dann, wie ein vollgesogener Schwamm, den weiteren Zufluß ohne wesentliche Verzögerung wieder ab. Seine Bedeutung für die Zurückhaltung von Hochfluten ist deswegen eine viel umstrittene, wenn man auch die vorteilhafte Einwirkung auf die Aufhöhung der Niedrigwasser der Flüsse im allgemeinen allseitig anerkennt. Zudem sind Maßnahmen dieser Art nur in langen Zeiträumen geeignet, Veränderungen herbeizuführen. Sie sind einerseits schwer durchführbar, weil sie tief in altbegründete Verhältnisse der Landwirtschaft eingreifen und mancherlei Umformungen des Betriebes bedürfen, andererseits aber auch nicht im gegebenen Augenblick wirksam sind. Ähnlich verhält es sich mit den See- und Gletscherflächen. Man nimmt die durch sie hervorgerufenen Einflüsse als etwas gegebenes hin. Man hat sich daran gewöhnt und vergegenwärtigt sich kaum noch den Vorteil, den sie bieten. Eine nachhaltige, im gegebenen Falle schnell zur Geltung kommende Einwirkung auf den Wasserablauf der Bäche und Flüsse kann man nur durch künstliche Stauungen — Einbauten in den Wasserlauf — erzielen, wobei die Größe der Aufspeicherung, die zeitliche Zurückhaltung und Ableitung durch Einrichtungen, deren Betrieb der Mensch in seiner Hand hat, so gestaltet werden können, wie es den wirtschaftlichen Bedürfnissen des in Betracht kommenden Landgebietes am besten entspricht. Nicht ausgeschlossen und in allen Fällen Erfolg verheißend ist es, wenn daneben durch systematische Aufforstung die wechselnde Wasserführung im Sinne eines gleichmäßigeren Abflusses geregelt wird.

Das Wasser gehört zu den unentbehrlichsten Stoffen, die unser Leben erfordert. Neben den unmittelbaren Bedürfnissen des Menschen für seinen Trink- und Gebrauchswasserbedarf, sind es die großen Wirtschaftsgebiete der Landwirtschaft, des Handels, der Gewerbe und Industrie, die das Wasser nutzen wollen: die Landwirtschaft für die Bewässerung der Ländereien und der Handel und Verkehr, indem die schiffbaren Ströme einen reichlichen Wasserabfluß und die Schiffiahrtskanäle die notwendige Wasserspeisung erhalten. Die Gewerbe und Industrien ziehen Vorteil aus dem Kräftegewinn, den ein geregelter Wasserabfluß in den offenen Triebbächen oder ein aus dem Staubecken gespeistes Zentralwerk bietet. Allen diesen Wünschen kommen richtig betriebene Talsperren entgegen. Wenn ihre Wirkung nach dieser Richtung für die einzelnen Erwerbszweige unmittelbar produktiv ist, so ist sie zugleich für alle Anlagen eines Wasserlaufs mittelbar schaffend, indem die Zerstörung von Gütern durch Beseitigung von gefahrbringenden Hochfluten vermieden wird.

t) Über den Einfluß der Seeregelungen auf den Abflußvorgang der Flüsse in Schweden siehe »Die Wasserkräfte Schwedens und ihre Ausnutzung« in der Zeitschrift für Bauwesen 1911, S. 575, in Norwegen. Zentralbl. d. Bauverw. 1911, S. 107. Technik und Wirtschaft 1911 S. 316.

§ 2. Talsperren für ßewässerungszwecke. Entsprechend der geschichtlichen Entwicklung unserer Kultur ist das Bedürfnis nach künstlichen Wasseraufsammlungen zuerst für die landwirtschaftliche Bewässerung hervorgetreten. Diese Bewässerung hat den Zweck, den Äckern und Wiesen die für das Gedeihen notwendige Feuchtigkeit in den Zeiten zuzuführen, in denen die Niederschläge ganz ausbleiben oder in ihrer Wirkung durch die große Wärme stark beeinträchtigt werden, indem das Wasser verdunstet, ehe es Zeit gehabt hat, in den Boden einzudringen. Aber es ist klar, daß die beste Bewässerung ihre Aufgabe nicht erfüllen kann und versagen muß, wenn gerade in der sommerlichen Trockenheit der Wasserzufluß fehlt. In der unbedingten Gewißheit, daß

|Öamietta

auch in trockenster Zeit ein genügender Wasservorrat vorhanden ist, liegt die ausschlaggebende Bedeutung der landwirtschaftlichen Bewässerung und die Sicherung des Ernteertrages. Während eine geregelte Zu-tührung des Wassers diese Zwecke in ausgezeichneter Weise erfüllt, kann andererseits ein Zuviel Feuchtigkeit dem Gedeihen hinderlich sein, doppelter Weise zeigt sich also der Vorteil einer nach diesen Gesichtspunkten beeinflußten Wasserwirtschaft.

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Die landwirtschaftliche Bewässerung ist zu unterscheiden in eine düngende und anfeuchtende Bewässerung. Für die letztere die nötige Wasserabgabe bereit zu halten, ist in unseren deutschen Verhältnissen in erster Linie die Aufgabe der Sammelbecken. Die düngende Bewässerung kann durch die Wasserzurück-haltung in großen Becken sogar ungünstig beeinflußt werden, wenn in dem ruhigen Wasser der Stauung der Niederschlag der befruchtenden Sinkstoffe erfolgt.

Dadurch wird nicht nur die düngende Kraft der Hochfluten aufgehoben, sondern es können auch für den Betrieb lästige Ablagerungen die Sohle der Staubecken verschlammen. Interessante Erörterungen dieser Art haben für die im oberen Wesergebiet belegene Edertalsperre stattgefunden. Die Landwirtschaft hält die an der Weser eintretenden natürlichen Überflutungen als düngendes Mittel für unentbehrlich. Diesen Anforderungen mußte Rechnung getragen werden, und es werden die mittleren Hochfluten nicht im Becken zurück-gehalten werden, um den gegenwärtigen Zustand der Wesermarschen möglichst zu wahren. Ferner kann dabei auch in Betracht kommen, die Spitzen der geringeren Hochfluten mittels Staubeckenwasser in den Wintermonaten so zu erhöhen, daß sie die Vorländer längere Zeit überfluten und dadurch dem Grünlande eine gesteigerte Ertragfähigkeit verleihen¹).

Die auf eine Bewässerung von Ländereien durch künstliche Wasseraufspeicherungen gerichteten Bestrebungen reichen weit vor unsere Zeitrechnung zurück. Die Sorge auf Bekämpfung der nachteiligen Folgen der Dürre machen sich naturgemäß in den Tropen-

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Deinut

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Sohag

Esneh

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1. Katarakt

.Assuan

Abb. 1. Übersichtsplan der Stauwerke am Nil. 1 : 9 000 000.

l) Haus der Abgeordneten. Kommissionsbericht über die preuß. Wasserstraßen-Vorlage des Jahres 1904.

gegenden zuerst bemerkbar und man findet darum die ältesten Stauwerke für diese Zwecke in China, Indien und Agypteu. Die Errichtung der Anlagen für die Bewässerung des Niltals reicht bis in das frühe Altertum zurück. Der Nil war seit jeher die Grundlage für den Reichtum Ägyptens, indem seine Fluten jährlich eine Menge düngender Stoffe mitbrachten, welche die Felder der weiten Ebenen befruchteten. Das älteste Sammelbecken für das Nilwasser, um die Bewässerung in späterer Trockenzeit zu ermöglichen^ war der Möris-See, wodurch eine Bewässerung von 3000 qkm ermöglicht wurde. Die alten Anlagen verfielen. Auch wurden sie unzureichend, weil einerseits das bewässerte Land durch die Ablagerung der Düngstoffe sich aufhöhte und andererseits der Nil sein Bett im Laufe der Jahrhunderte austiefte. Wollte man die Bewässerung aufrecht erhalten^ so mußten Wasserhebemaschinen aufgestellt werden. Das wäre schwierig gewesen. Die Fruchtbarkeit des Landes hörte auf, an ihre Stelle trat die Ode. Es galt darum, den Wasserstand des Nils durch Stauwerke zu heben, die gleichzeitig die für die Bewässerung erforderlichen Wassermassen aufspeicherten. Das ist der Grundgedanke der neueren Bewässerungsanlagen Ägyptens.

Gegenwärtig bestehen in der Hauptsache drei große Stauwerke: An der Spitze des Niltales bei Kairo, die Wehre von Damiette und 'Rosette (erbaut 1843—1850), die Stauanlagen von Assiut (1899—1902) und Assuan (1898—1902). (Abb. 1.) Das Stauwerk des Deltas von 452 m Länge im Stromarm von Damiette und 522 m Länge im Arm von Rosette und die um 435 km oberhalb gelegene Sperre von Assiut (825 m lang) dienen als Wehre. Sie haben im wesentlichen den Zweck, die Spiegelhöhe des Niedrigwassers soweit zu heben, daß es in die Bewässerungskanäle eintritt, ohne gleichzeitig eine Aufspeicherung herbeizuführen. Die Hochfluten fließen hindurch. Die Talsperre von Assuan ist das bedeutendste Unternehmen. Es liegt 530 km oberhalb Assiut am ersten Nil-Katarakt und speichert rund 1100 Millionen cbm Wasser auf. Einzelheiten über dieses Bauwerk werden in späteren Abschnitten mitgeteilt.

Durch diese neueren Bewässerungsanlagen ist die Knlturfläche Ägyptens schon heute zu der Größe gebracht, die sie zur Zeit der Pharaonen hatte. Die gesamte Berieselungsfläche Ägyptens wird zu rund 2,4 Millionen ha angegeben. Davon werden 1.6 Millionen ha ständig bewässert. Als die weitere Aufgabe wird angesehen, für den Rest von 0,8 Millionen ha ständige Wasserführung zu beschaffen. Da die 1100 Millionen cbm des Assuanbeckens für die Bewässerung von rund 200000 ha hinreichen, so schätzt man den Wasserbedarf auf 4 Milliarden cbm. Der erforderliche Stauraum soll gewonnen werden durch Aufhöhung der Talsperre von Assuan, deren Erhöhung um 6 m 1 Milliarde cbm Stauung bringt, Schaffung eines Sammelbeckens im Nady Bayan, Regulierung des Viktoria Nyanza Sees und des Weißen Nils.

Die Stauanlage von Assuan hat rund 49 Millionen Mark gekostet, die Kosten der noch erforderlichen Regulierungsarbeiten werden auf 220 Millionen Mark geschätzt. Inzwischen haben seit Fertigstellung der ersten großen Stauwerke von Assiut und Assuan die Verbesserungsarbeiten rüstigen Fortgang genommen und im Jahre 1909 wurde die neue Stauanlage von Esneh in Ober-Ägypten, 160 km nördlich von Assuan eröffnet, deren Kosten auf 20 Millionen Mark beziffert werden¹).

') s. Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtschaft 1908, S. 278. — II. Bellet, Barrages en Maçonnerie. — Wasserbauten in Ägypten: Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. vom 24. 3. 1905, S. 179—181. — Bewässerung in Ägypten: Engineer v. 6. 5. 1904, S. 459. — Das Meliorationsbauwesen in England, Ägypten und Indien: Engineer v. 20. u. 27. 10. 1905, S. 377, 403 u. 404: v. 3. u. 10. 11. 1905, S. 431 u. 432, 455'u. 456. — Nilstauwerk von Assuan: Österr. Wochenschrift f. d. öff. Baudienst 1903, S. 236—240 m. Abb. — Stauanlage im Nil bei Assuan: Glasers Annalen 1903, S. 181 u. 182; Engineer 1902, II, S. 558 u. ff.; Builder 1902, S. 241; Zeitschr. f. Bauwesen 1900, S. 361, 1910 S. 423; Zentralbl. d. Bauverw. 1900, S. 214; Engineering v. 12. 12. 1903, S. 783 u. 784; Ge'nie Civil 1903, S. 369. — Die Bewässerung in Ägypten: Engineering v. 16. 6. 1905, S. 759 u. 760. — Bewässerungsanlagen am Nil: Engineer v. 9. 9. 1904, S. 243 u. 244 m. Abb.; Engineer v. 7.10. 1904, S. 337 u. 352; Engineering v. 7. 10. 1904, S. 477 u. 478 m. Abb. — Die Arbeiten am Nil: Übersicht über die Talsperren bei Assiut und Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baudienst 1906, S. 687. — Stauanlage bei Assiut: Eng. Rec. 1905, I,

S. 428. — Über die Esneh-Talsperre : Eng. Rec., 5. 2. 1909; Engineer, 22. 1. 1909. Engineering 1900, S. 173; Österr. Wochenschr. f. d. ö. B. 1909, S. 738; Z. d. Y. deutsch. Ing. 1909, S. 594. — Ägyptische Bewässerungsanlagen: Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1908, S. 42. — Die Bewässerung Ägyptens und die Stauanlage im Nil : Zentralbl. d. Bauverw. 1909, S. 393, 1910 (3. Sept.). — Über die Pläne für die Bewässerung Mesopotamiens: Zeitschr. d. Yer. deutsch. Ing. (Technik und Wirtschaft) 1910, S. 100; Zentralbl. d. Bauverw. 1910, S. 253; 1912,

S. 106 u. 194; Zeitschr. f. Bauwes. 1912, S. 271.

Auch die Wasserwirtschaft in Indien und anderen östlichen Ländern ist dings, wesentlich durch die Förderung der Engländer, wieder belebt worden. Uber die Staubecken in Indien s. u. a. Engin. News vom 10. 9. 1903; Engineer Juni 1903,

neuer-

S. 562; Scientific American 23. 9. 1905, S. 239; Bewässerungsanlagen in Arabistan Glasers Annalen 1906, S. 155; De Ingenieur 28. 4. 1906. Über Staubecken in Australien für Bewässerungszwecke Z. d. Y. deutsch. Ingenieure 1909, S. 40; ferner Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers Vol. cl. XXVIII Sess. 1908/09 Teil IV.

Der Bau von Staubecken für Bewässerungszwecke findet in neuester Zeit besonders auch in denVereinigten Staaten von Nordamerika Pflege. Man kann hier in den Weststaaten von einer förmlichen Erschließung neuer Landgebiete durch künstliche Berieselung der dürren Ländereien sprechen¹). Richtschnur für ein planvolles Vorgehen ist durch das Gesetz vom 17. Juni 1902 gegeben. Dieses bestimmt, daß alles Geld, welches aus dem Verkauf öffentlicher Ländereien in den beteiligten 13 Staaten und Territorien des Westens erlöst wird, zur Bildung eines Fonds zur Urbarmachung von Ödland verwendet werden soll. Während die frühere private Bewässerung sich mit der Zuleitung von Wasser aus einem Flusse in die Niederung begnügte, ist jetzt vornehmlich die Einrichtung von Talsperren, die den nötigen Wasservorrat liefern, das Ziel, und man schreckt nicht davor zurück, durch lange Tunnel und Kanäle das Wasser den bedürftigen Ländereien zuzuführen. Der Ausbau großer Sammelbecken ist gegenwärtig im Gang. Daneben wendet man aber auch der Waldkultur die vollste Aufmerksamkeit zu und schafft aus unfruchtbaren Landbezirken eine aufblühende Landwirtschaft, in die dann die geschickte Bevölkerungspolitik des Staates den Strom der Einwanderung hineinlenkt. In Tab. 1 sind einige neuere, der Bewässerung dienende Staubecken angegeben.

Tabelle 1. Neuerrichtete Sammelbecken von großem Stauinhalt in Nordamerika²).

Bewässerungszwecke

Wasserversorgung

Roosevelt (am Salzfluß in Arizona)

Shoshone Neu Croton Wachusett (Mass.)

Patliflnder (Wyoming) (Wyoming) (Neu York)

Kronenlänge.........

Höhe über Gründungssohle . . . . m Größte Stauhöhe Sohlenbreite . .

Kronenstärke. .

Mauerwerk. . .

Stauinhalt . . .

Kosten der Sperrmauer . . . Mill. Mk. Kosten für 1 cbm Stauraum. . . Pf.

195

68

60

350

84

65

100

89

69

57

75

47

47,5    28,6

5,0

3,0

34

62

3,0

5,4

. . cbm 262 500    40 000    52 000    625000

Mill. cbm 1730    1234

563

114

16,2

4,2

0,94    0,34

4,2

32,0

0,74

28

CO

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Über Landbewässerungen aus Talsperren in den verschiedensten Staaten von Amerika s. u. a. : Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1905, S. 296; Kulturtechniker 1. 7. 1905; Eng. Rec. 18. 2. 1905, 14. 10. 1905, 13. 6. 1908, 16. 1. 1909; De Ingenieur 15. 4. 1905; Scientific American, Supplement 4. 2. 1905, 20. 10. 1906; Eng. News

12. 1. 1905, 13. 4. 1905, 15. 6. 1905, 22. 2. 1906, 3. 1. 1907, Sept. 1908, 7. 1. 1909; Engineer 29. 9.1905; Génie Civil 10. 2. 1906; Z. d. V. deutsch. Ing. 1909, S. 472; Schuyler, Reservoirs for Irrigation. II. Aufl., Einleitung. Über die Engle-Talsperre im Rio Grande (Fassungsraum 3100 Mill. cbm) s. Z. d. Yer. deutsch. Ing. 1910, S. 1603 u. Eng. News 18. 8. 1910. Über die Conchos-Talsperre in Mexiko (1850 Mill. cbm) s. Electrical World 15. Juli 1911.

In Südamerika ist Argentinien mit der Nutzbarmachung von Talsperren für die Zwecke der Landwirtschaft vorgegangen.

Die Talsperre von San Roque in Argentinien wurde im Jahre 1890 für gewerbliche und landwirtschaftliche Zwecke in Betrieb genommen. Die Sperrmauer ist am Eintritt des Rio Primero in die

Sierra Chica, etwa 40 km von der Universitätsstadt Cordoba entfernt, errichtet (Abb. 2). Der Fluß durchbricht hier den Gebirgszug auf etwa 20 km Länge, um in die östlich davor gelegene Hochebene (400 m über M.) einzutreten, und das Becken, das einen Stauraum von ungefähr 260 Mill. cbm hat, bildet einen Teil des vor Entstehung des Gebirgs-durchbruches vermutlich vorhanden gewesenen natürlichen Sees. Das Niederschlagsgebiet ist 1350 qkm groß. Die mittlere jährliche Abflußmenge soll nach den Angaben argentinischer Ingenieure 594 Mill. cbm. betragen. Die Baukosten stellen sich auf 4,35 Pf. für 1 cbm Stauraum.

Man erkennt die Trockenheit des Landes, wenn man erfährt, daß das Verhältnis der in Cordoba beobachteten Regenhöhe zur Verdunstungshöhe einer freiliegenden Wasseroberfläche im Durchschnitt der 25 Jahre, 1875—1899, 694:1900, im Jahre 1899—1900 etwa 441:2220 betragen hat. Demgegenüber sei erwähnt, daß an der Bevertalsperre (Rheinland, 270 m Meereshöhe) die mittlere Regenhöhe 1220 mm beträgt, während die Verdunstungshöhe zu 1025 mm im Jahr gemessen wurde. Die Niederschlagshöhe in Lennep (340 m Meereshöhe) ist ein 20jähriges Mittel zu 1238 mm, die Verdunstungshöhe zu 810 mm festgestellt. Gegenwärtig sind 12000 ha der landwirtschaftlichen Bewässerung erschlossen. Auch eine Einwirkung der Talsperre auf das Klima will man beobachtet haben, indem der Einfluß der 1700 ha großen Seefläche und die Landbewässerung nach den Aufzeichnungen auf der Sternwarte von Cordoba eine Vermehrung der Wolkentage hervorgerufen hat.

Weiterer Vorteil wird aus der Anlage durch die Ausnutzung der Wasserkräfte gezogen. In dem erwähnten 20 km langen Gebirgsdurchbruch sind bei 15 cbm ständigem Wasserabfluß in der Sekunde 154 m Gesamtgefälle vorhanden, das durch einige ansehnliche Wasserkraftanlagen nutzbar gemacht ist. Wie hier, so läßt sich auch an einer Reihe sonstiger Flüsse Argentiniens durch Staubecken von bedeutendem Inhalt, bis 350 Mill. cbm, die natürliche Wasserführung für Kraftzwecke günstiger gestalten. Die Wasserkraftnutzung befindet sich daher in lebhafter Entwicklung und nimmt um so kräftigeren Aufschwung, als alle Kohle über See eingeführt werden muß. Nordamerikanisches und englisches Kapital ist an diesen Unternehmungen beteiligt; aber es scheint, daß sich hier auch deutscher Kolonisation unter gesunden klimatischen Y'erhältnissen und unseren Firmen ein großes Wirtschaftsgebiet zur vorteilhaften Betätigung bietet¹),

Wehr von Mal Paso

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Abb. 2. Übersichtsplan der Talsperre von San Roqne und der Bewässerungs- und Kraftanlagen am Primero-Fluß in Argentinien.

ł) Zentralbl. d. Bauverw. 1907, S. 471.

In Europa findet man die ältesten Unternehmungen dieser Art in Spanien und Italien. Zu den ersten Talsperren gehören die Anlagen von Almanza (um 1586 erbaut; 1,4 Mill. cbm Stauinhalt), Alicante (um 1590 erbaut; 3,7 Mill. cbm Stauraum), Elche, Val de Infierno (in den Jahren 1785—91 errichtet).

Die gegen das Ende des

zu, ebenso Frankreich. In am Hérault-Flusse eingerichtet (Génie Civil 5. 10. 1907). Über die Organisation und Betriebsweise der Wasserwirtschaft in Frankreich s. u. a. Wasserwirtschaft und Wasserrecht 11. 9. 1905; Kulturtechniker 1. 10. 1905.

18. Jahrhunderts erbaute Talsperre von Puentes in Spanien hatte einen Stauinhalt von 53 Mill. cbm. Sie ist bekannt durch ihre Zerstörung. Spanien wendet der Bewässerungsfrage neuerdings wiederum erhöhte Aufmerksamkeit diesem Lande sind größere Bewässerungsanlagen

von

Uber kulturtechnische Arbeiten in Bosnien s. Deutsche Bauzeitung 18. 4. 1906. Für Deutschland tritt die Frage der Landbewässerung und damit die Anlage Staubecken für diese Zwecke wesentlich zurück gegenüber der Notlage in den Tropenländern, weil sich bei uns die nassen und trockenen Perioden nicht so schrotf gegenüberstehen. Die Niederschläge sind gleichmäßiger über das Jahr verteilt, die Verdunstung der sommerlichen Meteorwässer ist eine gemäßigtere. Die Notwendigkeit, Wasservorrat für die Anfeuchtung in den Sommermonaten bereit zu halten, ist darum nicht so stark. Am meisten Bedeutung hat die Wiesenbewässerung in den Tälern unserer Mittelgebirge. Wer diese Täler durchstreift, findet vielfach geordnete Systeme von Bewässerungskanälen ausgebaut. Oft ist, wie besonders in den Tälern des rheinischen Schiefergebirges, der Boden undurchlässig, die Hänge sind steil. Eine Ansammlung und Stauung von Grundwasser findet nicht statt, und wenn man die Talsohle querüber bis auf den Fels aufschließt, wird ein Grundwasserstrom kaum bemerkbar, wie dies bei Talsperrenausführungen beobachtet werden kann. Die von steilen Hängen mit starkem Gefälle herunterkommenden Bäche und Flüsse schwellen bei Niederschlägen zu bedeutenden Fluten an, aber die Wassermassen verlaufen sich schnell und in regenarmer Zeit liegen die Gerinne trocken. Kleine Weiher für die Wiesenbewässerung sind in den Tälern des Schwarzwaldes, in den Tälern am Khein, am Main und im Neckargebiet und in anderen deutschen Mittelgebirgen vielfach vorhanden. Diese unzureichenden Anlagen versagen jedoch in trockener Zeit. Zu großen Staubecken hat man sich noch nicht entschließen können. Sei es, daß die wirtschaftlichen Kräfte der Interessenten nicht ausreichen, sei es, daß man die Vorteile einer geregelten Bewässerung nicht so hoch einschätzt, um eine ausreichende Verzinsung für das anzuwendende Kapital aus den Mehrerträgen der Wiesen sichergestellt zu sehen. Mit der steigenden Kultur und Verteuerung aller Wirtschafts Verhältnisse geht eine Wertsteigerung der landwirtschaftlichen Erträgnisse Hand in Hand. Wenn noch nicht jetzt, so ist sicherlich für die Zukunft die Notwendigkeit einer intensiveren landwirtschaftlichen Ausnutzung des Bodens auch in den deutschen Gebirgstälern zu erwarten. Die Maßnahmen hierfür zu treffen, sollte in Zeiten die Aufgabe einer sorgenden Staatswirtschaft sein¹).

Die Stauweiher in den Vogesen, über deren Hauptpunkte die Tabelle 2 Aufschluß gibt, erfüllen den Zweck der Landbewässerung und Aufhöhung des Triebwassers. Die Verbesserung der natürlichen Wasserverhältnisse in den Vogesentälern wurde notwendig, als die gesteigerten Erwerbsverhältnisse den Wunsch nach einer über das Jahr möglichst gleichmäßig bleibenden Triebkraft immer reger machten. Aber auch der Wert des Wassers für die landwirtschaftliche Bewässerung wuchs in dem Maße, als die Bewirtschaftung des Bodens, — der Zunahme der Bevölkerung und

F) Siehe E. Mattem, Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft, Berlin 1902 S. 60.

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Es können durch den Weiher in den unterhalb gelegenen Triebwerken jährlich 800000 Ps.-Stunden nutzbar gemacht werden. Der Gesamtgewinn fürs Jahr wird für die Industrie 25000 Mk., für die Landwirtschaft zu 50000 Mk., zus. zu 75000 Mk. angegeben, sodaß eine Verzinsung der Anlagekosten von 17 v. H. vorhanden

nz

Bemerkungen

den Fortschritten des landwirtschaftlichen Betriebes entsprechend — mehr und mehr eine intensive wurde. Es wurde zunächst versucht, durch Erlaß von Rechtsordnungen den Veränderungen der wirtschaftlichen Entwicklung Rechnung zu tragen und die Gegensätze der einzelnen Erwerbszweige auszugleichen. Aber man erkannte bald, daß eine sachliche Befriedigung der Bedürfnisse der Gewerbe und Landwirtschaft nur erreicht werden konnte durch eine Verbesserung der Wasserverhältnisse, insbesondere Hebung der Niedrigwasserstände. Dementsprechend gelangten in den Jahren 1883—1894 der Alfeldweiher (Abb. 3), der Altenweiher, das Staubecken bei Schießrotried, der Forellenweiher, der Sulzerer (Abb. 4) und Lauchensee (Abb. 5); im wesentlichen aus staatlichen Mitteln, mit einem Gesamtstauinhalt von 3,8 Mill. cbm und mit einem Gesamtaufwand von rund 2 Millionen Mark zur Ausführung. Über den Betrieb, die wasserwirtschaftlichen und wirtschaftlichen Ergebnisse dieser Unternehmungen finden sich in den späteren Abschnitten Angaben.

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Abb. 3. Übersichtsplan des Alfeldweihers (Yogesen). Ungef. Maßstab 1 : 40 000.

In bemerkenswerter Weise stellt Fecht die Aufgaben dieser beiden Bewässerungsarten für die Gebirgstäler in den Vogesen dar¹). Der Wasserbedarf wird dort auf drei Wässerungsperioden verteilt: eine Frühjahrswässerung im April, eine Sommerwässerung im Juni, Juli und August und eine Herbstwässerung im September, Oktober und November. Die beiden ersteren haben ausschließlich den Zweck der Anfeuchtung und Belebung der Pflanzenwurzeln, während die Herbstwässerung dem Boden die nötigen Düngstoffe zuführen muß. Die Spätjahrshochwässer, die diese Aufgabe erfüllen, treten dort fast regelmäßig ein. Schon ungünstiger steht es mit den Frühjahrswässerungen, welche in trockenen Jahren öfters fehlen. Weitaus am ungünstigsten aber und in vielen Fällen entscheidend für die Wirkungsfähigkeit der Bewässerungsanlagen ohne künstliche Speisung sind die Verhältnisse während der Zeit der Sommerwässerungen. Infolge von ungünstigen Witterungsverhältnissen wird im Frühjahr der Heuertrag oft gering. Folgt dann noch ein heißer und trockener Sommer, und ist man außer Stande, zwischen Heuernte und Grummet anzufeuchten, so geht dieser zweite Schnitt verloren.

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Abb. 5. Übersichtsplan des Lauchenweihers (Yogesen).

Hat mau aber während der Zeit zwischen diesen beiden Ernten unter allen Umständen eine genügende Wassermenge zur Verfügung, so ist das gleichbedeutend mit einer Sicherung des ganzen Erntebetrages; denn was am ersten Schnitt ausgeblieben ist, läßt sich dann am zweiten nachholen.

Diese Darlegungen lassen in unmittelbarem Klarheit die Bedeutung einer großen Wasseransammlung für die landwirtschaftliche Bewässerung erkennen. Und die Erkenntnis dieser Zustände und die Einsicht in die Zweckmäßigkeit dieser Mittel, die die Technik bietet, führten in den Vogesen zu dem Ausbau großer Stauwehre für Bewässerungszwecke.

Es scheint, daß auch in unseren afrikanischen Kolonien der Talsperrenbau berufen ist, eine Rolle zu spielen und ihre zukünftige Entwicklung durch Schaffung großer Wasservorräte für die Landbewässerung zu fördern. Die Verhältnisse in Südwestafrika sind daraufhin eingehend untersucht worden¹). Die Wasserführung der Flüsse unterliegt dort bedeutenden Schwankungen. Die meisten Flüsse beginnen erst Wasser zu führen, wenn innerhalb weniger Stunden 10000—15000 cbm Regen auf 1 qkm Landfläche fallen. Wenn zwar die Kenntnis der Wasservorräte noch mangelhaft ist, so kann man doch etwa schätzen, daß höchstens y₆ der Regenmenge zum Abfluß gelangt.

Der Grund, weshalb die Bodenkultur in Deutsch-Südwestafrika seither nur in geringem Umfange betrieben wurde, ist darin zu erblicken, daß Berieselungswasser für die Ländereien fehlt. Ohne dieses ist aber, wie in allen subtropischen Ländern, der Anbau von Nutzpflanzen aussichtslos. Es kommt hier weniger die düngende als die anfeuchtende Bewässerung in Frage, da der Boden an Nährstoffen sehr reich ist. Unter den Mitteln zur Gewinnung des Wassers ist dasjenige der Aufstauung der während der Sommermonate oft sehr reichlich unbenutzt abfließenden Regenwässer das bei weitem wichtigste und für größere Bewässerungsanlagen das fast ausschließlich in Betracht kommende Mittel. Hierdurch lediglich ist dem größten Teil dieses Schutzgebietes die Möglichkeit einer ausgedehnten Bewirtschaftung gegeben, und die wirtschaftliche Erschließung des Landes erscheint aus Wassermangel nicht gehindert. Derartige Bauten sind bereits in den Jahren 1888/90 und später für Becken bis 60000 cbm und mehr Inhalt als Viehtränken und für Bewässerungszwecke errichtet. Neuerdings sind Pläne für größere Anlagen aufgestellt, deren Ausführung zum Teil gesichert erscheint. Auch für Deutsch-Ostafrika sind Untersuchungen für den Bau von Talsperren zu Bewässerungszwecken im Gang.

§ 3. Talsperren für Trinkwasserversorgung. Die Notwendigkeit, für den vermehrten Bedarf an Trinkwasser zu sorgen, trat vornehmlich hervor, als mit dem. gesamten ungewöhnlichen Aufschwung des wirtschaftlichen Lebens um die Mitte des vorigen Jahrhunderts größere Menschenansammlungen in den Städten stattfanden, wenn zwar die südlich gelegenen Länder auch auf diesem Gebiet schon lange vorgegangen waren. Es sei u. a. nur verwiesen auf die alten Anlagen am Bosporus auf europäischer wie asiatischer Seite, die sich noch heute im Betriebe befinden.

Es ist schwierig, in den Gebirgsländern in trockener Sommerszeit Trinkwasser zu beschaffen, und diese Frage kann für dicht bevölkerte Gegenden zu einer förmlichen Lebensfrage werden. Die Bedeutung dieses Gegenstandes wird klar, wenn man sich die tatsächlichen Verhältnisse vergegenwärtigt, wie die AVasserversorgung in manchen Bezirken in der Notlage sich gestaltet.

Ehedem boten den in den Bergen und Büschen zerstreut liegenden Gehöften die Quellen und Bäche der Hänge und Täler eine ausreichende AVasserversorgung, und in den nur kleinen Städten auf den Höhen spendeten die Brunnen genügenden Zufluß, wenigstens hei nicht allzu großer Trockenheit. In langer sommerlicher Dürre versagten allerdings diese Mittel. Dann mußte das Wasser aus den Tälern heraufgetragen oder in Tonnen herbeigefahren werden. Das waren Notbehelfe, die bei einer spärlichen Bevölkerung und unter den früheren einfachen Arbeits- und Lebensverhältnissen noch hingehen mochten. Unhaltbar aber gestalteten sich diese Zustände bei dem starken Wachstum der Städte in der Neuzeit. Für eine gewisse Menge Menschen konnte selbst in sehr trockener Zeit auf die geschilderte mühsame Weise der Wasserbedarf gedeckt werden; aber es ist klar, daß es schon nicht mehr möglich ist, für eine auf der Höhe, etwa 100—200m über den wasserführenden Tälern liegende mittlere Stadt von 40—50000 Einwohnern das Trink- und Brauchwasser auf Wagen oder durch Tragen heranzuschaffen. Die Erschwernisse wachsen dabei ins große, und der Preis des Wassers wird eine unerschwingliche Last, abgesehen von allen gesundheitlichen Bedenken. Als um die Mitte des abgelaufenen Jahrhunderts die Anlage von zentralen Wasserwerken möglich wurde, welche imstande waren, das in den Tälern gesammelte Wasser durch Dampfpumpen auf jede gewünschte Höhe zu drücken, wurden zwar derartige Unternehmungen vielfach im Gebirge u. a. in Deutschland im Bergischen Lande ins Leben gerufen, allein sie vermochten die Grundfrage der Wasserversorgung—die dauernde Sicherung des ständig steigenden Bedarfs — nicht zu lösen. Stollen, welche zur Wassergewinnung in die Berge hineingetrieben wurden, versagten. Das vorhandene Schiefergebirge des Devons ist sehr dicht und undurchlässig, und die Gänge sind wenig wasserergiebig, so daß solche Anlagen als mißglückte Versuche meist aufgegeben werden mußten. Zu nicht wesentlich günstigeren Ergebnissen führte die Suche nach Grundwasser. Dieses war eben nur so lange vorhanden, als die unterirdische Aufspeicherung durch immer wieder erneute Auffrischung aus den Niederschlägen ergänzt wurde; in trockener Zeit ließ diese Wasserzufuhr ebenfalls im Stich. Die Lage der Gemeinden wurde um so mißlicher, als in neuerer Zeit die Industrie sich daran gewöhnt hatte, ihren Wasserbedarf aus den städtischen Werken zu decken. In Solingen, wie im Betriebe der nahegelegenen älteren Remscheider Grundwasserversorgung hatte sich gezeigt, daß durch Brunnen aus dem Grundwasserbett in trockener Zeit von 1 qkm Niederschlagsgebiet eine Wassermenge von 40—50 cbm in 24 Stunden gewonnen werden konnte. Wollte man für Solingen in den Tagen des zukünftigen größten Bedarfs eine Wassermenge von 9000—10000 cbm täglich sicher stellen, so wäre hierfür ein Niederschlagsgebiet von 200—250 qkm Größe erforderlich gewesen. Ein so großes ungenutztes Niederschlagsgebiet in den vielbebauten Tälern zu erschließen, war unmöglich und daher der Bedarf nicht zu decken, wenn nicht durch anhaltendes Pumpen unmittelbar Bachwasser angesaugt werden sollte¹).

Ähnlich liegen die Verhältnisse in anderen Mittelgebirgen. Man erkannte aus dem Studium der Wasserverhältnisse, daß eine Befreiung der Städte und Gemeinden aus der geschilderten Notlage nur erfolgen konnte durch Aufsammlung des Wassers in der wasserreichen Zeit für den trockenen Sommer. Diese Aufspeicherung hat aber nur dann Aussicht auf Erfolg, wenn sie im Großen geschieht und mindestens einen Jahresausgleich schafft. In Deutschland wandte man sich dieser Wasserversorgung zuerst im Bergischen Lande, wo die Seitentäler der Wupper und Ruhr geeignete Stauräume boten, und in Sachsen zu. Eine Übersicht der Talsperren in Rheinland und Westfalen geben Tab. 3 u. 4 sowie Abb. 6.

0 Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 295.

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Bemerkungen

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Wasserversorgung von Barmen.

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Die Remscheider Talsperren mit 1,0 Mill. cbm Stauinhalt für die Wasserversorgung war die erste Anlage dieser Art in Deutschland. Sie wurde im Jahre 1891 in Betrieb genommen. Zu etwa gleicher Zeit wurde die Talsperre der Stadt Chemnitz errichtet¹). Die reiche Erfüllung der auf den ersteren Bau gesetzten Hoffnungen und Wünsche gab volles Vertrauen. Bald entstanden nach einander die Talsperren von Lennep, Gevelsberg, Ronsdorf. Diesen folgte dann im Jahre 1901 die Stadt Barmen mit der Anlage in Herbringhausen, die Talsperre der Stadt Solingen im Sengbachtale (1903), Nordhausen (1906), Gotha²) (1907) und Plauen³) (1907), die Erweiterung der Wasserversorgung von Chemnitz durch ein 3,3 Mill. cbm großes Becken (1909) u. s. w. Königsberg i. Pr. bezieht seine Wasserversorgung ebenfalls aus Staubecken.

Die Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtale wurde erbaut in den Jahren 1889—1891 als Erweiterung eines vorhandenen unzureichenden Grundwasserwerks. Diese erste Erweiterung umfaßt die Anlage eines Staubeckens von 1 Mill. cbm Stauinhalt, das durch eine Mauer von 25 m Höhe abgesperrt wird (Abb. 7). Das Niederschlagsgebiet ist 4,5 qkm groß. Die mittlere jährliche Zuflußmenge zum Becken beträgt 3,6 Mill. cbm Von der Talsperre wird das Wasser in zwei Druckrohrleitungen zu dem einige hundert Meter unterhalb gelegenen Pumpwerk geleitet, von wo es mittels einer Steigleitung der auf hohem Bergkegel belegenen Stadt zugeführt wird. In geringem Maße dient die Anlage auch der Kraftgewinnung, indem im Kraftwerk zwei Turbinen von 25 und 60 P.S.-Leistung für Zwecke der Wasserhebung aufgestellt sind. Die Reinigung des Wassers erfolgt in Sandfiltern. Ein Teil des Wassers der Talsperre kommt den unterhalb im Eschbachtale belegenen Triebwerken zugute,

aus

deren Wasser in trockener Zeit damit aufgehöht wird.

Als diese Talsperre im Jahre 1891 dem Betriebe übergeben wurde, hatte Remscheid 42000 Einwohner. Die Größe der Stadt hat sich seitdem fortgesetzt gesteigert. Das Becken von 1 Mill. cbm.

1)    Kulturtechniker 1905, S. 33.

2)    Broschüre der Stadt Gotha. Zeitschr. d. V. d. Ing. 1906, S. 1897.

3)    Zeitschr. »Talsperre« 1903, S. 65.

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vermochte den wachsenden Anforderungen auf die Dauer mit Sicherheit nicht mehr zu genügen und man ist zum Bau einer zweiten Talsperre im Neyetale bei Wipperfurth geschritten. Dieses 6 Mill. cbm große Staubecken ist im Herbst 1908 fertiggestellt worden, und soll durch gemeinsame Leistung mit dem alten Werk den Wasserbedarf von Remscheid decken. Das Niederschlagsgebiet ist 11,6 qkm groß, die mittlere jährliche Abflußmenge beträgt 9,2 Mill. cbm. (s. Tab. 3). Die Talsperre liegt im Wuppergebiet und dient zum Teil auch den Zwecken der Wuppergenossenschaft.

Die Stadt Remscheid erhält laut Vertrag mit der Wuppertalsperrengenossenschaft jährlich höchstens 5,5 Mill. cbm aus der Neyetalsperre und zwar:

April . . . 400000 cbm,

Die Wuppertalsperrengenossenschaft erhält vom 1. April bis 30. Nov. für jedes Jahr 2150000 cbm. Die monatlichen Wassermengen betragen höchstens 500000 cbm, oder für den Arbeitstag 20000 cbm.

Bemerkenswert ist die bedeutende Ausdehnung der Wasserzuführung von der neuen Talsperre zum alten Weiher im Eschbachtale. Die Gesamtlänge der Rohrleitung vom Neyetal bis zum Wasserhebewerk im Eschbachtale beträgt 14500 m. Es ist eine Rohrleitung von 700 mm 1. W. eingebaut, die zum Teil im Erdreich, zum Teil in Gebirgsstollen liegt. Das Wasser der Neyetalsperre kann je nach Erfordernis zur Auffüllung des alten Beckens, zum Teil aber auch der Kraftgewinnung dienen, indem mit einem Druckgefälle von 60 bis 78 m eine Kraftleistung von 200 bis 270 P.S. erzielt werden kann.

Die Gesamtkosten der neuen Anlage überschreiten 4,5 Mill. Mk.

Im europäischen Auslande hat hauptsächlich England den Bedarf von Trinkwasser aus Talsperren zu decken gesucht. Am meisten bekannt ist die Vyrnwy-Tal-sperre für die Versorgung von Liverpool. Auf gleiche Art wird Birmingham versorgt¹). Sheffield, Derby, Nottingham und Leicester planen 5 Staubecken von zusammen 46 Mill. cbm Inhalt²). Erwähnt seien noch die Talla-Talsperre der Stadt Edinburg (Journ. f. Gasbel. u. Wasservers., 1907 Engineer 1. 9. 1909, Österr. Wochenschr. f. d. ö. B. 1909 S. 169) und die Stadt Carlisle, deren Becken 700000 cbm faßt (Engineer 24. 8. 1908). Über das neue Becken der Stadt London s. Engineer 17. 4. 1908.

Über die Talsperre der Stadt Komotau in Böhmen (700000 cbm Inhalt) s. Zeitschr. d. Österr. Arch.-u. Ing.-Vereins 1904, S. 469; Gesundh.-Ing. 1904, S. 390; Génie Civil

2. 7. 1904, S. 150. Über französische Talsperren für städt. Wasserversorgung im Tal der Ondaine, Dep. Loire, s. Ann. cl. P. et Chauss. Nov./Dez. 1908.

In Australien beziehen die Wasserwerke von Sydney ihren Bedarf aus einem Becken von 90 Mill. cbm³); auf gleichem Wege geschieht in Südafrika die Versorgung von Port-Elizabeth aus 2 Becken von 1,0 bzw. 0,5 Mill. cbm⁴).

Ausgebreitet ist die Wasserversorgung aus Talsperren in Amerika. Über die Versorgung der Stadt Denver (Becken von 136 Mill. cbm) s. Scientific American v. 4. 7. 1903; Zentralbl. d. Bauverw. 1905 S. 217 und Eng. Record, v. 22. 6. 1907, von Los Angeles s. Eng. Rec. v. 29. 2. 1908 u. Zentralbl. d. Bauverw. 1912 S. 208; der Städte an der San Francisco Bay, Eng. Rec. 9.5.1908; Uber das 27 Mill. cbm fassende Staubecken derMinnequa-Eisenwerke für die Deckung des Bedarfs für Betriebszwecke s. Eng. Rec. 22. 2. 1908, der Stadt Panama (1,8 Mill. cbm) Eng. Rec. 25. 11. 1905. Über die Staudämme zur Bildung

*) Eng. Rec. 30. 1. 1904; Scient. American, Supplement 28. 5. 1904.

2)    Gesundh. Ing. 16. 6. 1906.

3)    Eng. Rec. 5. 11. 1904. Über diese australischen Talsperren s. ferner Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1909 Band 178 Teil IV u. Zeitschr. die »Talsperre« 1910, S. 25, Zentralbl. d. Bauverw. 1911 S. 281 u. 362.

⁴)    Eng. Rec. 3. 2. 1906, Eng. News 8. 2. 1906.

von Sammelbecken am Panamakanal für die Wasserversorgung von Ortschaften für den Kanalbau Zeitschrift d. Yer. deutsch. Ing. 1909 S. 222. Die Staubecken der Pennsylvania Eisenbahn in Fayette s.

Engin. Record 11.4.1908, Engin. News 9. 4. 1908. Wasserversorgung von Salt Lake City, Utah, s. Engin. Record 21.

8. 1908, u. a. m., s. ferner Schuyler,

.    .    WeueCrotow

Reservoirs tor irrigation, water power Talsperre'

and domestic water-supply.

Das größte Unternehmen dieser Art besitzt die Stadt Neuyork. Eine kurze Mitteilung über diese umfangreiche Anlage möge hier folgen.

Der Wasserverbrauch der bevölkerungsreichen Stadt Neuyork ist ein außerordentlicher. Es besteht zur Deckung des Bedarfs ein ausgebreitetes System von Sammelbecken im Niederschlagsgebiet des Crotonflusses. der sich in den Hudsonfluß ergießt (s. Abb. 8).

Der Beginn dieser Wasserversorgung reicht bis in die Mitte des vorigen Jahrhunderts zurück. Das älteste Becken, der Old Croton Weiher, wurde im Jahre 1842 fertig gestellt. Es liegt 10km oberhalb der Mündung des Croton und etwa 65 km von Neuyork entfernt. Das Crotonsystem besteht aus einer Reihe von Talsperren, die teils in Mauerwerk, teils als Erddämme mit gemauertem Kern ausgefürt sind. Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die Gesamtanlage.

Das bedeutendste Sammelbecken, die neue Crotonsperre, mit 114 Mill., wurde in den Jahren 1892—1906 fertiggestellt. 2 Aquädukte führen das aufgespeicherte Wasser nach einem Behälter im Zentralpark beiNeuyork, wobei dieEntnahme je nach Bedarf ans dem neuen Becken oder aus dem oberen Crotongebiet erfolgen kann.

Die Gesamtkosten dieser letzteren Anlage haben rund 20 Mill. Mk. betragen.

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Albe Wasserzufufzrung

Lp- TimneL der neuen/Leitung (Brücke der alten/Leitung

Abb. 8.

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Übersicbtsplan der Croton-Talsperren für die Wasserversorgung von Neuyork. (Ungef. Maßstak 1:500000).

Croton Damm (1906) Amawalk Damm . . Carmel Damm (1896) Boyd’s Corner (1866) Middle Branch (1878)

Sodom......

Bog Brook.....

Titicus.......

Sammelbecken im Crotonniederschlagsgebiet: Mill. cbm.

114,0

26.5 37,8 10,2

15.2 19,7

16.6

27.3

Mill. cbm.

Übertrag 240,0

6,0

Kensico River.....

Bronx u. Byram Dämme_

Zur Zeit nutzbar ....    296,4

15,5

Old Croton (1842). .

7,6

Im Bau waren 1906: Croß River Damm . . . Croton Falls Damm . . Verschiedene Becken . .

34,1

53,7

3,7

Übertrag 240,0

rund 388,0

Handbuch, der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

]) Zum Teil nach Intze, Talsperrenanlagen 1904, s. auch Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1906, des Wasserbaues auf der Weltausstellung in Brüssel 1910«. Veranst. vom Kgl. Preuß. Min. d. öffentl. mittlerer Leistung nach dem Obergutachten des Verfassers s. § 51,7.

Listertal bei Atter -dorn

1909/11

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Glörbachtal bei Breckerfeld

Östertal b. Plettenberg

Jubaclital bei Meinerzhagen

Möhnetal Kreis Soest

Hennetal bei Meschede

Ennepetal b. Radevormwald

Versetal oberhalb Werdohl

Heilenbecke bei Milspe

Ilaspertal b. Haspe

Fiielbeckeb. Altena

Bezeichnung

1908/11

1904/05

1903/06

1903/04

1901/05

1902/04

1902/03

1894/96

1894/96

1901/03

Bau

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Abgabe von Betriebswasser an die Werk

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Mill.

cbm

Stauinhalt des Beckens

»Führer durch die Sammelausstellung aus dem Gebiete ²) Einschl. eines Elektrizitätswerkes von 300 PS.

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3 800 000

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21000000

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Kraftwerk für 2000 PS. Leistung ist geplant.

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Stauhöhe über Talsohle

Tabelle 4. Talsperren im Ruhrgebiet¹), (s. Abb. 6)

673 000

1 785 000

901000

2 982 000

3 350 000

746 000

1 438 000

280000

332 000

Kosten des Sammelbeckens einschl. Grunderwerb

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673 000

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Kosten des P Staubeckens für 1 cbm Stauinhalt

1 785 000

901000

4 800 000

3 500000

746 000

2 138 000

Gr. Grunderwerb um d. Becken herum, Wasser- u. Elektrizitätswerk unterh. d.Sperre nebstV erteilungsnetz Spät. Vergrößerung auf 12,5 Mill. cbm.

Mit Kraftwerk von 275 PS. Leistung.

Mit Wegeanlagen und Wärterhaus.

400 000|Mit Wasserversorgung von Gevelsberg.

Mit Wasserversorgung | und Wasserleitung.

332 000

Mk.

Gesamtesten der Talsperre mit allen Nebenanlagen

Bemerkungen

Über die Croton-Talsperre und die Wasserversorgung von Neuyork s. Engin. 29. 7. 1904. Zeitschr. d. Yer. deutsch. Ing. 4. 7. 1906. Engineer News 15. 11. 1904; 21. 11. 1907; 6. 2. 1908. Eng. Record 23. 4. 1904; 23. 7. 1904; 1905 I S. 274; 24. 12. 1908; 16. 6. 1906; 23. 11. 1907; 18. 1. 1908; 12. 12. 1908; 25. 12. 1909; Scientific American 15. 4. 1905, 7. 3. und 23. 5. 1908; Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 208

usw.

Die Eigenschaften des Talsperrenwassers und seine Brauchbarkeit zu Trinkzwecken sind in § 47 erörtert.

Talsperren zur Ergänzung des Grundwasserstromes.

zu ver-

Neben der zentralen Wasserversorgung kann es der Zweck der Sammelbecken sein, durch Wasserabgabe in trockener Zeit die Wasserführung eines Baches mehren, zum Ersatz des aus dem Grundwasserstrom entnommenen Wassers. Talsperren, die diese Aufgabe erfüllen sollen, sind im Quellgebiet der Ruhr und ihrer Nebenflüsse errichtet.

zu

Ruhrtalsperren. Seit den 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts waren im Tale der Ruhr eine Anzahl großer Pumpwerke entstanden, die ihren Wasserbedarf aus dem Grundwasserstrom dieses Flusses decken. Zur Zeit sind etwa 80 solcher Werke vorhanden. Der Einfluß dieser Grundwasserabsaugung auf das fließende Wasser der Ruhr zeigte sich bald und führte im Jahre 1893 zu Beschwerden der entlang am Fluß belegenen Triebwerke. Der verstorbene Professor Intze stattete in dieser Angelegenheit im genannten Jahre ein Gutachten ab, worin zum ersten Male der Gedanke ausgesprochen wurde, den Ersatz des fortgepumpten Wassers durch Zuschußwasser aus zu erbauenden Talsperren zu schaffen. Die Kosten hierfür sollten durch einen Zusammenschluß der Pumpwerke einer Interessengemeinschaft aufgebracht werden. Dieser Plan beschäftigte in den nächsten Jahren die beteiligten Kreise lebhaft.

Durch genauere Ermittlungen wurde festgestellt, daß die aus dem Grundwasserbett der Ruhr fortgepumpte Wassermenge im Jahre 1897 auf rund 137 Mill. cbm angewachsen war. Intze berechnete, daß zum Ersatz der schädlich entnommenen Wassermenge ein Talsperrenraum von 25 Mill. cbm nötig sei. Diese Sachlage drängte zur Entschließung und im Jahre 1899 fand die Begründung des Ruhrtalsperrenvereins statt, dessen hauptsächlichster Zweck die Förderung der Errichtung der notwendigen Talsperren an der oberen Ruhr und deren Seitentäler sein sollte. Mitglieder des Vereins sind die Besitzer der Wasserwerke und anderer Anlagen, die Wasser aus der Ruhr, deren Nebenflüssen oder dem Grundwasser entnehmen.

Die Förderung der Talsperrenbauten geschieht durch jährliche Geldunterstützungen von Genossenschaften, die zur Errichtung von Talsperren gegründet werden, behufs Verzinsung und Tilgung der Anlagekosten. Die Genossenschaften übernehmen damit die Verpflichtung, während der trockenen Zeiten im Jahr für jede Mill. cbm Stauinhalt im Mittel 10000 cbm, im Maximum 15000 cbm täglich in den Ruhrfluß abzugeben.

Zurzeit sind 9 Sammelbecken mit zusammen 32,4 Mill. cbm Stauinhalt, die im Quellgebiet der Nebenflüsse der Ruhr verteilt liegen, im Betrieb (Tab. 4 und Abb. 6). Jedoch dienen diese Becken nicht ausschließlich den Zwecken des Ruhrtalsperrenvereins. Die Möhnetalsperre mit 130 Mill. cbm hat der Verein selbst ausgeführt, die Listertalsperre (22 Mill. cbm) ist ein genossenschaftliches Unternehmen. Weiteres siehe § 51 und ferner: Intze, Talsperrenanlagen in Rheinland und Westfalen 1904, S. 4, Zeitschrift für die gesamte Wasserwirtschaft 1907, S. 193, Schilling¹ s Journ. für Gasbeleucht, u. Wasserversorg, v. 16. 9.1905, Zeitschrift die »Talsperre« 1910, 8.97, Zentralbl. d. Bauverwalt. 1912, 8.296.

§ 4. Talsperren für Scbiffahrtszweeke. Die Talsperren haben für Schifffahrtszwecke ihre älteste Betätigung in der Speisung von Kanälen zum Ersatz des durch die Schleusungen, Verdunstung und Versickerung abgegangenen Wassers gefunden. Die Wasserzuführung muß hier in der hochgelegenen Scheitelhaltung erfolgen, von wo der Wasserbedarf den tiefer gelegenen Haltungen mit den Schleusungen oder durch Freiarchen zufließt. Diese Wassermenge aus natürlichen Wasserläufen zu entnehmen, ist nicht immer möglich, weil ihr Vorrat in sommerlicher Trockenheit, wo die Kanalspeisung am nötigsten ist, meist recht gering ist und durch sonstige Erfordernisse, wie Schiffahrt im Flusse,

Mühlenbetriebe, landwirtschaftliche Bewässerung u. a. m. mit Beschlag belegt ist. Der Bau der Kanäle erscheint heute vielfach auf dem Plane, wo die Interessen anderer Wirtschaftsgebiete schon ihre Vorrechte erworben haben. Aber den Überfluß in nasser Zeit können auch diese Nutzungsberechtigten entbehren. Dazu tritt der Umstand, daß die Scheitelhaltungen die höchstbelegenen Stellen der Kanallinienführung sind, also für die Speisung am ungünstigsten liegen. Andererseits sind aber hochgelegene Täler im Gebirge die eigentlichen Stätten derartiger Wasseraufspeicherungen. Praktische Anwendung hat dieser Zweig des Talsperrenbaues zuerst in Frankreich und Rußland gefunden. In ersterem Lande besteht ein ausgebreitetes System von Sammelbecken für die Wasserversorgung des Rhein-Marne- und Marne-Saöne-Kanals, des Kanals du Centre, des Burgunder-Kanals u. a. m. In Rußland dienten die ersten Stauanlagen dieser Art zur künstlichen Speisung des Kanals Gagarinski. Dieser Kanal, dessen Bau im Jahre 1703 auf Veranlassung Peters des Großen begonnen wurde, um der Stadt Petersburg einen Wasserzufuhrweg aus den reichen Getreidekammern Südrußlands zu schaffen, durchbricht die Wasserscheide zwischen dem Stromgebiete der Wolga und dem der Zuflüsse des Ladoga- und Onega-Sees. Er verbindet die Flüsse Twertsa (Wolga) und Msta (Ladoga-See). Es sind für die künstliche Speisung dieser Scheitelhaltung mehrere Behälter angelegt worden, deren bedeutendster der Zawodski-Behälter, unweit der Stadt Wycheni-Wolotchok, ist. Die Wasseraufsammlung wird durch Aufstauung des Tsna und seiner Nebenflüsse erreicht. Die Ausführung besteht in Wehranlagen mit anfangs 2,13 m Stauhöhe, die späterhin, weil im Jahre 1827 eine besonders langandauernde Trockenheit bedeutende Störungen im Schiffahrtsbetriebe hervorrief, auf 5,33 m erhöht wurde, wodurch bei einer Staufläche von 68 qkm eine jährliche Wasserlieferung von 500—600 Mill. cbm gewonnen wurde¹).

Als ein neueres Beispiel für eine Kanalspeisung aus Sammelbecken in Frankreich möge auf den Kanal von der Marne nach der Saône hingewiesen werden. Dieser Kanal hat 225 km Länge und wurde im Jahre 1907 fertiggestellt. Er bildet eine gerade Verbindung zwischen dem Kanalnetz des Nordens von Frankreich nach dem Flußsystem der Rhone und stellt die kürzeste Verbindung zwischen der Nordsee (Dünkirchen) und der Rhonemündung her. Die Scheitelhaltung liegt 340 m über dem Meere. Die Wasserversorgung des Kanals machte außerordentliche Schwierigkeiten und stellte zeitweise das ganze Unternehmen in Frage. Man mußte 40 Millionen cbm Speisungswasser für die Zeit vom Mai bis zum November gewinnen, in den übrigen Monaten genügte der natürliche Zufluß der Wasserläufe. Das Gebirge, das für die Aufspeicherungsanlagen in Betracht kam, war im allgemeinen durchlässig, sodaß man mehrere geplante Becken aufgeben mußte. Es sind vier Sammelbecken für die Kanalspeisung vorhanden: La Liez, La Mouche, La Vingeanne und Charmes. Die Talsperren sind als Erddämme ausgebildet, mit Ausnahme von la Mouche, die in Mauerwerk hergestellt ist.

La Mouche (1885—90) und La Liez sind in früherer Zeit hergestellt²). Der Damm von Ville-gusien an der Vingeanne ist im Jahre 1905, der von Charmes im Jahre 1906 in Betrieb genommen. Der Stauinhalt beträgt:

Näheres Ann. d. P. et chauss. 1908 und Le Génie Civil 10. 10. 1908.

La Mouche . . La Liez . . . La Vingeanne Charmes . . .

In Deutschland erfolgt die Speisung des vorerwähnten Rhein-Marne-Kanals und Saarkohlenkanals aus einem Sammelbecken. Diese in Elsaß-Lothringen belegene Anlage rührt noch aus der französischen Zeit des Landes her. Der Kanal geht mitten

!) E. F. de Hoerschelmann, Aperçu historique du développement des voies navigables de l’empire de Russie, Kiew 1894. Zeitschr. f. Binnenschiff. 1908, S. 441.

¹

Rehbock, Deutsch-Süd-West-Afrika, Berlin 1898, u. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1907, S. 1947.

²) Annal, d. P. et Chauss. 1899. Le Génie Civil 1895.

durch den Weiher. Die Dämme des großen Weihers von Gondrexange, der auf der Wasserscheide zwischen Rhein und Mosel liegt, wurden im Jahre 1880 aufgehöht und der Fassungsraum auf 17,5 Mill. cbm gebracht¹).

Dieser Gedanke der Kanalspeisung aus Sammelbecken ist neuerdings wieder aufgenommen bei den Voruntersuchungen für die Wasserversorgung des Rhein-Weser-Kanals. Die westliche Kanalstrecke Rhein-Herne soll, soweit angängig, aus der Lippe gespeist werden, die Strecke Bevergern-Hannover aus der Weser. Wenn in Zeiten der Trockenheit diesen beiden Flüssen der Bedarf ohne Schädigung anderer Interessen nicht entnommen werden kann, soll die Speisung aus der im oberen Wesergebiet belegenen Edertalsperre erfolgen. (Weiteres s. unten.)

Beschaffung von Speise-

Schon die oben vermerkten älteren Bestrebungen zur wasser für Kanäle hatten in enger Beziehung gestanden mit dem Gedanken, auf gleichem Wege auch eine Vermehrung des fließenden Wassers in Schiffahrtsstraßen zu erzielen. Die erwähnten russischen Sammelbehälter sichern nicht nur die Speisung der Scheitelhaltung des Gagarinski-Kanals. Es wurde vielmehr nach der Vergrößerung des Stauinhalts vom Jahre 1827 ein ganzer Bezirk von Flüssen unter der Bezeichnung »System Wychenowolotski« für die Kleinschiffahrt und den Floß verkehr mit Wasser versorgt; und es wurden durch die Wasservermehrung die Schwierigkeiten gemildert, welche die Stromschnellen von Borowitchi im Flusse Msta der Schiffahrt bieten.

Kleinere Behälter zur Ermöglichung intermittierender Schiffahrt mit einer Stauhöhe von 1—1,50 m sind ferner vorhanden für die Speisung des Kanals, welcher die Wasserscheide zwischen der Weichsel und dem Dnjepr durchbricht und eine Verbindung dieser beiden Flußsysteme herstellt.

von

vor.

Auch in Deutschland kannte schon das Mittelalter die künstliche Speisung Wasserläufen. Die praktische Ausführung beschränkte sich aber damals auf Gebirgs-flüsse, in denen das Wasser hinter kleinen Stauanlagen, Wasserstuben oder Klausen genannt, gesammelt wurde und zur zeitweisen Ablassung gelangte. Auf den so hergestellten Schwellungen trieben die Fahrzeuge zu Tal; besonders dienten diese Anlagen dem Floßverkehr. Sie fanden sich u. a. in Bayern und im Schwarzwald

Während es sich bei diesen Maßnahmen darum handelte, Verbesserungen der Fahrwasserverhältnisse für kleine Fahrzeuge oder Floßholz zu erzielen, ist an der oberen Wolga ein Versuch mit Sammelbecken in größerem Umfange gemacht worden. Etwa 341 km oberhalb Twer ist bald nach dem Jahre 1840 ein Sammelbecken, der Werchnewoljski-Behälter, abgesperrt worden, welcher in trockenen Zeiten mindestens 397 Mill. cbm Wasser zu liefern vermag und aus welchem die Wolga während 80 bis 90 Tagen im Frühling und im Sommer künstliche Speisung erhält, so daß in dieser Zeit die natürliche Wasserführung des Flusses um rund 60 cbm in der Sekunde vermehrt wird. Die Stauung wird durch einen Wehreinbau in der oberen Wolga mit etwa 6,0 m Stauhöhe gebildet. Die Anlage soll ihren Zweck gut erfüllen.

In Amerika sind im oberen Mississippital in der Zeit von 1880—1886 vier Sammelbecken durch höhere Stauung von Binnenseen mit zusammen rd. 2700 Mill. cbm nutzbarem Stauinhalt hergestellt worden, welche den Zweck haben, die Niedrigwasserstände des Stromes unterhalb St. Paul um 30 bis 35 cm zu heben²).

0 S. Teil III, Band IV, 5. Auflage d. H. d. I.-W. Über die Speisung des Donau-Oderkanals aus Staubecken s. Allg. Bauztg. 1907, S. 51, über die Speisung von Kanälen in Amerika, Landreth a. nächst, a. O. S. 18.

2) Borchardt, die Remscheider Stauweiheranlage, ferner Zentralbl. d. Bauverw. 1883, S. 17. Neuere Erörterung über diesen Gegenstand Eng. News. 20. Jan. 1910; W. B. Landreth, XII. Int. Schiff. Kongr. 1. Abt. 1. Frage.

In neuerer Zeit ist mit der wachsenden Erkenntnis von der Bedeutung des Talsperrenbaues für die gesamte Wasserwirtschaft die Anregung, die Talsperren in den Dienst der Strombautechnik zu stellen, mit großer Lebhaftigkeit aufgenommen worden. Während die bisherigen Arbeiten zur Verbesserung der Fahrwasserverhältnisse nur dem einen Teile — dem Ausbau des Flußbettes — Rechnung getragen haben, soll nach diesem Plane auch der andere Faktor — der Wasserabfluß — in den Kreis der Beeinflussung gezogen werden.

Die Grenze, bis zu der durch Verbesserung des Stromlaufs selbst die Fahrtiefe vermehrt werden kann, ist gegeben. Wie einerseits die Sicherheit eines lebhaften Schiffsverkehrs und die Rücksicht auf die Hochwasserabführung es unmöglich machen, mit der Einengung des Flußbettes und der Fahrrinne unter ein gewisses den jeweiligen Verhältnissen angepaßtes Maß hinunterzugehen, so findet das Bestreben, die Wassertiefe zu vermehren, auch in der vorhandenen natürlichen Wasserführung des Stromes bei niedrigen Wasserständen seine Beschränkung.

Es ist allerdings ersichtlich, daß die Schaffung eines geordneten Strombettes der Verbesserung der Fahrwasserverhältnisse durch Regelung der Abflußmengen vorangehen muß. Man könnte viel Wasser aufspeichern, wollte man in einem Strome, der sich in vielen Armen und Rinnsalen im Tale hinzieht, den Niedrigwasserstand durch künstliche Speisung heben, und es würde Wasservergeudung bedeuten, wollte man in einer großen Zahl von Stromarmen die Wassertiefe vermehren, wo eine Fahrstraße den Zweck erfüllt. Aus dem Wirrwarr der Wasserrinnen muß zunächst ein Stromschlauch und ein Durchflußquerschnitt herausgebildet werden. Erst wenn diese Arbeit beendet und in ihrem Erfolg sichergestellt ist, kann man an eine Beeinflussung der Wasserführung denken. Überdies bildet die Herstellung und Erhaltung eines einheitlichen Stromschlauches für die niedrigen Wasserstände die Voraussetzung und Grundlage für die Herstellung eines einheitlichen, zur regelmäßigen Abführung der Hochfluten geeigneten Hoch Wasserbettes¹).

Beide Arbeiten — Regelung des Strombettes sowie die der Abflußmengen —, tragen zur Verbesserung der Fahrwasserverhältnisse bei. Diese Methoden schließen sich nicht gegenseitig aus, sondern erzielen in gemeinsamer Wirkung die höchstmögliche Ausnutzung der Ströme als Verkehrsstraßen.

Die Nutzbarmachung der Talsperren für Schiflfahrtszwecke bedeutet einen neuen Abschnitt in der Geschichte des Ausbaues der Ströme und wird die wichtigste Aufgabe des Wasserbaues für die Zukunft bilden. Eingehende Behandlung dieser Frage s. Mattem, Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft, Berlin 1902.

Eia großzügiges Vorgehen ist in dieser Richtung in neuester Zeit von der preußischen Regierung für die Weser angebahnt. Die Weser hat am Zusammenfluß der Fulda und Werra ein Niederschlagsgebiet von 12500 qkm und bei gemitteltem Niedrigwasser eine Wasserführung von 22 cbm/sec. Es verkehren dort Schiffe von 500 bis 700 t Ladefähigkeit. Um die Leistungsfähigkeit dieser Wasserstraße, die bei Minden in Verbindung mit dem Kanal Rhein-Hannover steht, zu heben, wurde zuerst die Frage untersucht, die Weser von Hameln bis Bremen zu kanalisieren. Aber es zeigte sich bei Beratung des Wasserstraßengesetzes vom Jahre 1905 auf Grund eingehender Studien, daß es vorteilhafter sei, die Verbesserung der Fahrstraßen durch Zuschußwasser aus Sammelbecken herbeizuführen. Durch ein Staubeckensystem von 200—220 Milk cbm Fassungsraum im Quellgebiet der Weser an der Eder — Waldecker Talsperre — und Diemel (Abb. 9) wird es möglich sein, die Weser späterhin in trockenen Zeiten um etwa 35 cm im oberen Laufe und 15 cm im unteren Laufe aufzuhöhen. Bei Hann.-Münden wird dann voraussichtlich mit einer geringsten Wassertiefe von 1,10 m und

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Abb. 9. Lageplan der Waldecker Talsperre und Übersicbtsplan der Talsperren im oberen Wesergebiet. üngef. Maßstab 1:100000.

unterhalb Minden mit 1,4 m Wassertiefe gerechnet werden können. Das sind Wassertiefen, die die der mittleren Elbe und Oder bei Trockenzeiten übertreffen. Die Ausführung dieser Staubecken ist im sog. Wasserstraßengesetz vom 1. April 1905 vorgesehen. Es sind hierfür rund 19,8 Mill. Mark ausgeworfen. Es wird zunächst das Waldecker Staubecken an der Eder mit einem Inhalt von 202 Mill. cbm ausgeführt. Der errechnete Einfluß des Zuschußwassers aus dieser Talsperre auf die Mittelkleinwasserstände und der Nutzen für die Schiffahrt ist im einzelnen aus der nachstehenden Tabelle¹) zu ersehen.

Ort

Fahrwassertiefen in Metern bei Mittelkleinwasser

vor Fertig- nach Fertigstellung der | Stellung der Talsperre Talsperre

Münden.......

Hameln.......

Minden.......

Hoya........

Unterhalb der Aller-

miindung.....

Weitere Mitteilungen siehe § 43.

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1,50

1,55

') Führer durch die Sammelausstellung aus dem Gebiete des Wasserbaues auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Veranstaltet vom Kgl. Preuß. Minist, d. öffentl. Arb.

Durch das oben erwähnte Gesetz vom 1. April 1905 sind auch Gelder für die Anlage eines oder mehrerer Staubecken an der Oder zu Versuchszwecken bewilligt worden. Durch Zuschußwasser aus Talsperren sowie durch Regulierung des Strombettes für Niedrigwasser soll unterhalb Breslau eine Mindestfahrtiefe von 1,40 m gewonnen werden¹). Es sind von der Preußischen Staatsregierung zunächst zwei Becken von ansehnlichem Inhalt geplant. Das eine Becken im Tale der Malapane soll 88,5 Mill. cbm Inhalt erhalten, davon sollen 78 Mill. cbm als Nutzraum für Schiffahrtszwecke und 10,5 Mill. cbm als Hochwasserschutzraum dienen. Ein zweiter Entwurf sieht ein Becken von 100 Mill. cbm an der Glatzer Neiße vor, und davon 84 Mill. cbm für Schiffahrtszwecke, den Rest für Hochwasserschutz. Die Baukosten für das erstere Becken sind zu 11,8 Mill. Mk. oder 13,3 Pf. für 1 cbm Stauraum, für das Becken an der Glatzer Neiße zu 15,8 Mill. Mk. oder 15,5 Pf. für 1 cbm veranschlagt.

Die Untersuchungen dieser Art haben sich noch auf eine Reihe anderer Talbecken erstreckt. Es wurden hierbei 25 Staubecken einschließlich der beiden obigen mit einem Gesamtstauinhalt von 722 Mill. cbm für diesen Zweck geeignet befunden. Die Kosten schwanken hierbei zwischen 15 und 85 Pf. für 1 cbm Stauraum. Außerdem würde die Gewinnung von 635 Mill. cbm Aufspeicherungsraum in 131 Tälern möglich sein, in denen allerdings eine dichte Bebauung und ungünstige Untergrundverhältnisse der Anlage Schwierigkeiten entgegenstellen. Doch sind alle diese Vorarbeiten zur Zeit noch nicht zum Abschluß gelangt. Näheres siehe in der Denkschrift über die Staubecken in Schlesien, bearbeitet von der Oderstrombauverwaltung. Breslau 1910.

Im Elbegebiet ist an der oberen Saale die Möglichkeit zur Schaffung eines Staubeckens von mehreren hundert Mill. cbm vorhanden.

Neuerdings sind eine ganze Reihe von Bestrebungen zur Verbesserung der Fahrwasserverhältnisse unserer Ströme aus Talsperren oder aus der Verwendung von natürlichen Seenbecken als Staubecken hervorgetreten. Es würde zu weit führen, an dieser Stelle auf alle diese Pläne einzugehen. Es genüge auf die Litteratur zu verweisen:

Literatur.

Wasserwirtsch. u. Wasserr. 1904, S. 322.

Über die Schiffbarmachung der Werra, Zeitschr. f. Binnenschiff. 1908, S. 55; 1908, S. 308: 1908, S. 440.

Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtsch. 1908, S. 195.

Wasserwirtsch. u. Wasserr. 1906, S. 10; 1906, S. 328.

Staubecken im natürlichen Seengebiet. Z. f. d. ges. Wasserw. 1908, S. 130.

Der Bodensee als Staubecken. Gelbke, Zentralbl. d. Bauverw. 1907, S. 543; Österr. V ochenschr. t. d. öff. Baud.

1908, S. 46. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 1368.

Talsperren im Frankenwald für Schiffahrtszwecke, Deutsch. Bauztg. 1905, S. 353.

Schiff v. 23. 6.

Talsperren und Wasserstand der Flüsse. Schiff 1904, S. 261 u. 262.

Talsperren im Dienste der Landwirtschaft, Industrie und Schiffahrt. Von H. Röder, Berlin.

1905, S. 195.

auf den Ohiofluß.

S. 621—625, 638 u. 639.

Über Flußregulierungen. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch. Ver. v. 1. u. 8. 5. 1908, S. 293 29i u. 305    307.

Talsperren im Wesergebiete. Zeitschr. f. Binnenschiff, v. 1906, S. 202—208.

Die Schiffahrt der Elbe. Zeitschr. f. Binnenschiff. 1905, S. 117; Zeitschr. f. Binnenschiff. 1909, S. 51.

Zur Oderregulierung. Kulturtechniker vom 1. 1. 1907, S. I—XV; Zeitschr. f. Binnenschiff. 1901, S. 113    11 <•

Siehe auch die Berichte von Sympher, Müller, Landreth, Kvassay u. a. für den XII. Int. Schiff. Kongr. 1912.

Der Einfluß der Wasseraufspeicherung in Staubecken auf die Wasserführung in Flüssen mit besonderer Beziehung Engin. News v. 7. 5. 1908, S. 498—504 mit Übersichtskarte und v. 11. 6. 1908,

die frühesten Talsperren-

§ 5. Talsperren für Kraftgewinnung²). Wenn zwar anlagen im Altertum der landwirtschaftlichen Bewässerung und Trinkwasserversorgung dienten, so hat doch bereits das Mittelalter Wasseraufspeicherungen für Kraftzwecke gekannt und bei den neueren Unternehmungen dieser Art steht der Kraftgewinn obenan. Es erklärt sich das aus der zunehmenden Bedeutung, die die Erschließung billiger mechanischer Kraftquellen für das heutige Kulturleben besitzt. Man kann aussprechen,

daß die neuzeitlichen Talsperrenunternehmungen, besonders in Deutschland und Amerika, großenteils der Kraftgewinnung gewidmet sind, zum mindesten ist bei fast allen Talsperrenanlagen, selbst wenn sie einen anderen Hauptzweck erfüllen, die Kraftausnutzung als wertvolle Erweiterung ihrer Nutzbarkeit hinzugetreten. Den ersten Anstoß zu diesen Bauten gab das Bestreben, die Triebwerke unserer Gebirgstäler, die unter starkem Wassermangel in sommerlicher Trockenheit leiden, durch vermehrte Wasserzuführung wettbewerbfähig mit den Dampfwerken zu machen. In weiterer Folge entstanden dann eine Keihe von Staubecken für zentrale Kraftanlagen. Die Wiege dieses neueren deutschen Talsperrenbaues ist in den Tälern des rheinisch-westfälischen Schiefergebirges zu suchen. Weiterhin hat er Bedeutung gewonnen in den Vogesen, in Schlesien und im Harz. Die Gegenwart bringt eine Beihe größerer Bauausführungen dieser Art in allen Teilen Deutschlands.

Stauweiher im Harz. Die Entstehung der Stauweiher im nordwestlichen Oberharz reicht bis in das sechzehnte Jahrhundert zurück. Diese Anlagen dienten und dienen noch heute der Kraftgewinnung für die Maschinenbetriebe des dortigen Bergbaues. Es sind annähernd 70 Weiher vorhanden. Der größte unter ihnen ist der Oderteich mit rund 1,7 Mill. cbm. Beckenraum. Das Wasser dieses Teiches wird in einer Gesamtgefällhöhe von 237 m in 30 Gefällen für 16 Betriebe benutzt. Es werden dabei im ganzen etwa 1000 P.S. gewonnen. Das Niederschlagswasser wird den Teichen zum Teil durch Sammelgräben zugeführt. Unter ihnen ist der bemerkenswerteste der etwa 50 km lange Dammgraben, der aus dem moorigen Brockenfelde am westlichen Abhange des Brockens auch während der trockenen Jahreszeit immerhin noch einige Speisung der hauptsächlich bei Claustal belegenen Teiche besorgt. Die Talsperren des Harzes sind als Erddämme errichtet (s. § 70—72). Näheres s. A. Dumreicher, Wasserwirtschaft des nordwestlichen Oberharzes. Über die Wasserwirtschaft des Oderteiches s. Mitteilung der Gesellschaft zur Förderung der Wasserwirtschaft im Harz 1907, Heft 1.

Über neuere und geplante Talsperren im Harz s. Tab. 5.

Tabelle 5. Harztalsperren.

Größe

des

Ort

Nieder

schlags

gebietes

qkm

Stau-

inlialt

Nutz

gefälle

Leistung

Anlagekosten der Talsperre

Bemerkungen

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cbm

P.S.

Mill. Mk.

Nordhausen . .

5,7

1. Ausgeführte Anlage.

0,770    192    100¹)    0,480 Die Anlage dient zugleich der Trinkwasser-

Gesamtbaukosten einschl.

Versorgung.

Grnnderwerb und aller Nebenanlagen (11 km lange Hochdruckleitung u. Kraftwerk) 1 465 000 Mk. Entworfen und erbaut unter der Oberleitung des Verfassers.

2. Entwürfe.

Okertalsperre .... 87,0

27,0

48

bzw.

244

1 2002) bzw.

3 0003)

6,1

Eckertalsperre .... 17,5

6,0

186

6404)

3,3

u. a. m.

170 P.S., s. § 44.

4) Tag und Nacht; in max.

3) In den Triebwerken unterhalb der Talsperre.

Verfasser aufgestellten Wasserwirtschaftsplane, s. § 14.

vom

2) In einem zentralen Kraftwerk an der Talsperre. ⁴) An 300 Arbeitstagen während 24 Stunden nach einem

Es werden im Okergebiet geplant 3 Staubecken mit zusammen 76,6 Mill. cbm Inhalt, im

81,3 Mill. cbm, im Odergebiet 4 Becken mit zusammen 77,8 Mill.

Bodegebiet 5 Becken mit zusammen cbm und im Wippergebiet 2 Becken von zusammen 18,0 Mill. cbm Inhalt, so daß hiernach insgesamt im Harz rund 254 Mill. Stauraum mit einem Kostenaufwande von 70 Mill. Mark erschlossen werden könnten. Die zu gewinnende Kraftleistung ist auf 19000 P.S. berechnet. Weiteres s. \ er-öffentl. der Gesellsch. zur Förderung der Wasserwirtschaft im Harz. Heft 11 (1911).

Man kann somit für die Kraftausnutzung zwei Arten von Sammelbecken unter

scheiden:

1.    Talsperren zur Aufhöhung des Niedrigwassers in den Triebwerken;

2.    Talsperren für zentrale Kraftgewinnung.

Bei den ersteren Talsperren wird der Wasservorrat aufgespeichert für die Abgabe von Zuschußwasser zur Ergänzung und Vermehrung der natürlichen Wasserführung der Triebbäche in trockener Zeit. Die Abgabe erfolgt hier nicht ständig, sondern je nach Bedarf, um das Kraftwasser im Bache nicht unter eine gewisse Menge heruntergehen zu lassen. Treten in der trockenen Sommerszeit infolge reichlicher Niederschläge Anschwellungen der Gebirgsflüsse auf, so werden die Talsperren abgeschlossen, und die zu reiche natürliche Wasserführung wird zur Aufhöhung des eigenen Bestandes der Becken benutzt. Ein Beispiel hierfür bieten die Becken der Wuppertalsperrengenossenschaft.

Die Wuppertalsperren-Genossenschaft (Tab. 3) hat im Quellgebiet der Wupper (Rhein) an der Bever und Lingese zwei Sammelbecken von 3,3 und 2,6 Mill. cbm Stauinhalt errichtet. Außerdem sind am Flußlauf entlang drei Ausgleichweiher vorhanden von zusammen 168000 cbm Fassungsraum. Die Gesamtbaukosten betragen 3040000 Mk. Das Nutzwasser soll genügen, um das Niedrigwasser der Wupper vor Bannen bei einem Niederschlagsgebiet von 300 qkm auf 6000 Sekundenliter bei einer natürlichen Wasserführung der Wupper von 4000s/l und auf 5000s/l bei geringerem Wupperabfluß, im Sommer auf 4200s/l bei einer Wasserführung von 2800s/l und auf 3500s/l bei geringerem Wupperabfluß — während 14 i/₂ Stunden am Tage — zu erhöhen.

Über die Wasserkraftverhältnisse und den Wasserverbrauch der industriellen Werke an der Wupper, sowie die durch die Talsperren geschaffenen Wasserkräfte und wasserwirtschaftlichen Ergebnisse s. § 51.

Die Wirksamkeit der Wuppertalsperren ist vergrößert worden durch die im Jahre 1908 fertiggestellte Neyetalsperre von 6 Mill. cbm Stauraum, die neben der Wasserversorgung von Remscheid als Ergänzung der bereits vorhandenen Talsperrenanlage auch den Zwecken der Wuppertalsperren-Genossenschaft dient, s. § 40. Weiteres Staubecken an der Kerspe (16 Mill. cbm) und bei Hammerstein (1,6 Mill. cbm) im oberen Tale der Wupper, sowie die Einschaltung von noch einigen Ausgleichweihern am Fluß entlang zur besseren Regulierung des Abflusses sind in Ausführung bzw. in Anregung gebracht.

Bei den Talsperren für zentrale Kraftgewinnung bilden die Sammelbecken vielfach die einzige Kraftquelle, und da der Kraftbedarf für Erzeugung mechanischer Kraftleistungen oder Licht ständig vorhanden ist, so müssen diese Becken auf eine dauernde, nach dem Wechsel des Kraftbedarfs allerdings in gewissen Grenzen schwankende Wasserabgabe eingerichtet werden.

Es möge noch kurz darauf hingewiesen werden, wie solche Talsperren für die Speisung von Zentralwerken im gegebenen Falle dazu dienen können, eine Dampfkraftanlage zu ersetzen. Wenn zwar durch die Anlegung von Sammelbecken für die Aufhöhung des Niedrigwassers in fließenden Gewässern eine gleichmäßigere Wasserführung erreicht werden kann, so ist doch eine vollkommene Ausgleichung auf ständiges Mittelwasser technisch nicht durchführbar. Da kann eine Talsperre für eine einzelne Triebwerkanlage dann einen besseren Kraftausgleich schaffen, wenn von dem Stauweiher nach dem Triebwerk ein hohes, in Druckleitungen zu fassendes Gefälle zur Verfügung steht, so daß in Hochdruckleitungen mit geringem Wasserverbrauch die gleiche Kraftleistung hervorgebracht wird, wie die Niederdruckturbinen mit großem Wasserverbrauch darbieten. Ein solches Becken bildet gleichsam die sonst für unzureichende Wasserkräfte übliche Aushilfe durch Dampfkraft. Eine neuere Form dieser Art Kraftverwertung bilden die Überland zentralen, deren Netze elektrischen Strom für Kraft und Licht über weitverbreitete Gebiete verteilen. Wir stehen gegenwärtig mitten in dieser Entwicklung. So z. B. versorgen die Kraftwerke der Hochwasserschutzbecken von Marklissa (3500 P.S.) und Mauer (7200 P.S.) zusammengeschaltet mit mehreren Dampfzentralen, die fünf schlesischen Kreise Lauhau, Löwenberg, Hirschberg, Bunzlau, Goldberg-Haynau und Schönau mit zusammen 3900 qkm Fläche und 370000 Einwohnern mit elektrischer Energie.

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Abu. 10. Übersichtsplan der Urfttalsperre nebst Übertragungs- und Verteilungsnetz des Elektrizitätswerkes Hembach (Eifel). Ungef. Maßstab 1 : 600 OUO.

-------— Mittelspannungsleitung, 5000 Volt.

O Niederspannungsverteilungsnetz.

■■ Transformatorenstation bzw. Schalthaus.

Hochspannungsleitung, 35000 Volt. Mittelspannungskabel, 5000 Volt.

Die Urfttalsperre an der Eifel (Abb. 10). Diese Talsperre findet ihre Wirtschaftlichkeit lediglich in den Erträgen aus der Kraftausnutzung. Die Verhältnisse liegen hierfür in hohem Maße günstig. Für den Wasserausgleich des Rurflusses, dessen mittlere Wasserführung etwa 160 Mill. cbm jährlich beträgt, dient ein Becken von 45,5 Mill. cbm. Das Niederschlagsgebiet ist 375 qkm groß. Das Sammelbecken wird abgesperrt durch eine Talsperre von 52,5 m Stauhöhe. Von hier aus gelangt das Kraftwasser durch einen 3 km langen Stollen und die anschließenden Druckrohre zu den Turbinen mit einem Nutzgefälle, das zwischen 70 und 110 m schwankt. Diese Umleitung des Wassers aus einem Niederschlagsgebiet in ein anderes, niedriger gelegenes Tal, um Gefälle zu erschließen, bildet das Eigenartige dieser Kraftanlage. Es ist das eine neuere Erscheinungsform in der hydraulischen Kraftausnutzung, die wirtschaftlich überaus vorteilhaft ist und bei den Vorarbeiten für Talsperrenanlagen zu Kraftzwecken volle Beachtung finden sollte.

Das Kraftwerk bei Heimbach ist ausgebaut für eine Leistung von 12000—16000 P.S. und dient als Überlandzentrale zur Kraft- und Lichtversorgung von Aachen (Stadt- und Landkreis), und der Kreise Düren und Schleiden. In gewissem Maße — jedoch im allgemeinen nur insoweit, als dies mit dem Kraftbetrieb vereinbar ist —, dient das Becken auch dem Hochwasserschutz²).

Für die deutschen Mittelgebirgsverhältnisse hat der Ausgleich der Abflußmengen in den natürlichen Flußläufen für die Kraftgewinnung eine ausschlaggebende Bedeutung. Wir haben in den mittleren, wasserreichen Strecken der Flüsse im allgemeinen nur insoweit die Möglichkeit, die Wasserkräfte auszunutzen, als sich hier die Interessen der Schitfahrt und Landwirtschaft mit denen der Kraftgewinnung vereinigen lassen, wie dies bei den neueren Flußkanalisierungen auch mit Erfolg angestrebt wird. Aber ein großes Feld unserer Wasserkraftverwertung liegt in den Gebirgen mit ihren schwankenden Abflußverhältnissen, und hier hat der Talsperrenbau in den letzten Jahren reichen Segen gebracht. Und der deutsche Ingenieur, wenn er Wasserkräfte erschließen will, wird auch in Zukunft genötigt sein, hierauf seine vollste Aufmerksamkeit zu richten.

Der wesentlichen Frage, ob in unseren Gebirgen geeignete Talbecken vorhanden sind, um den Aufstau in größerem Umfange zu ermöglichen, darf man nicht mit bangen Zweifeln entgegensehen. Je mehr im letzten Jahrzehnt der Talsperrenbau an Ausdehnung gewonnen hat, um so mehr ist in oft überraschender Weise die günstige Gestaltung der Formationen unserer Mittelgebirge für den Ausbau großer Staubecken zutage getreten, und auch die in diesem Werke erwähnten Beispiele ausgeführter und geplanter Unternehmungen dieser Art tun dies dar.

Ein Beispiel aus der Schweiz für den Wasserausgleich durch Sammelbecken für Kraftzwecke bietet das Elektrizitätswerk Kubel, s. Schweiz. Bauz. Bd. XLIII Nr. 14 u. f. und Elektr. Zeitschr. 1904, Heft 8 u. 9. Das durch eine Mauer und einen Staudamm abgeschlossene Becken ist 1,6 Mill. cbm groß (s. auch S. 299).

um

§ 6. Talsperren für Hochwasserschutz. In den bisherigen Ausführungen wurden die Zwecke der Talsperren erörtert, insofern ihre unmittelbar nutzenbringende Wirkung in Betracht kommt, d. h. die erhöhte Nutzbarmachung des in den Wasserläufen abströmenden Wassers. Aber eine wesentliche Aufgabe der Talsperren liegt auch in der Abwehr der schädigenden Wirkungen des Wassers, die zur Geltung kommen, wenn infolge überreicher Niederschläge die Wasserläufe über ihr natürliches Fassungsvermögen angefüllt werden, das Wasser das Flußbett verläßt und ausufernd Schaden anrichtet. Man hat früher und noch vor einigen Jahren die Möglichkeit, durch Zurückhaltung des Wassers in Sammelbecken den Abgang des Hochwassers nennenswert beeinflussen zu können, förmlich in Abrede gestellt. Allerdings hatte man dabei die großen Flüsse im Auge. Man berechnete die Stauräume, die nötig sein würden, die Hochfluten z. B. der Weichsel oder des Rheins nur für Tage zurückzuhalten und kam dabei auf so große Aufspeicherungsräume, wie sie sicherlich in den Gebirgstälern nicht gewonnen werden können und wirtschaftlich vielleicht nicht berechtigt sein würden. Aber es ist kein Zweifel, daß man dabei wesentlich über das Ziel hinausgeschossen ist. Der Mensch muß sich in seinem Kampfe gegen die großen Mächte der Natur mit bescheidenen Mitteln und Wirkungen begnügen und die Notwendigkeit, unsere jeweiligen Unternehmungen in wirtschaftlichen Einklang mit den Aufwendungen zu bringen, zwingt uns, Anlagen zu schaffen, die unmittelbaren Nutzen gewähren. Man scheut sich meist mit Recht, Werke ins Leben zu rufen, deren Rentabilität an sich zwar sicher, aber erst in

vollem Umfange für künftige Geschlechter gegeben ist. Man würde zu sehr in alle bestehenden Verhältnisse eingreifen, wollte man — wenn auch die technische Möglichkeit geboten wäre —, so ausgedehnte Staubecken, die bei Füllung großen Binnenseen gleichen müßten, herstellen, um einigermaßen eine Hochwasserwelle am unteren Fluß-laufe zu ermäßigen. Hierfür werden nur in Ausnahmefällen günstige örtliche Verhältnisse vorhanden sein.

Aber die Erfahrung lehrt, daß man mit kleinen Mitteln einem zunächst liegenden Zweck dienen kann. Und die Summe vieler Einzelwirkungen kann einen guten Gesamterfolg haben. Man muß durch Überlegung das Erreichbare von dem Unmöglichen unterscheiden.

Der Gedanke, die Sammelbecken für den Hochwasserschutz nutzbar zu machen, ist heute in anderer Form aufgenommen worden, als man ihn früher verfolgte. Die schädigenden Wirkungen der Hochfluten treten mit besonderer Heftigkeit in den Gebirgstälern auf. Das Hochwasser kommt hier schnell und verläuft in wenigen Tagen. Die Wassermengen halten sich dabei immerhin noch in einer Größe, die zu bändigen schon eher im Kähmen des Möglichen liegt. Aber auch hier will man nicht die gesamten Hochfluten zurückhalten. Es wäre ein Unding, den Bachabfluß, noch dazu in regenreicher Zeit, niedrig halten zu wollen. Man kann ihn in einer bordvollen Wasserführung ohne weiteres belassen. Man läßt alle diejenigen Wassermengen ablaufen, die der Gebirgs-fluß ohne Gefahr abzuführen imstande ist, und ist bemüht, die Fluten, die ausufern und damit Schaden für die Anlieger mit sich bringen würden, zurückzuhalten. Indem man dieses »Schadenhochwasser«, das durch die Spitzen der Hochfluten gekennzeichnet ist, ab fängt, füllt man die Hochwassersammelbecken. Die Becken werden dann nach Verlauf der Flut nach und nach abgelassen und somit wird der Abflußvorgang eines Hochwassers, der sich sonst in wenigen Stunden vollziehen würde, auf einen längeren Zeitraum verteilt. Das aufgespeicherte Wasser kann überdies für die Industrie, landwirtschaftliche Bewässerung und andere Zwecke nutzbar gemacht werden. Man erzielt damit einen doppelten Erfolg: Man wendet Schaden ab und schafft zugleich Nutzen. Und es kann keinem Zweifel unterliegen, daß mit zunehmendem Ausbau derartiger Hochwasserschutzbecken in den Gebirgen auch ein Einfluß auf die Wasserführung in den unteren Wasserläufen gewonnen wird. Aber der Nutzen des Hochwasserschutzraumes der Talsperren besteht nicht nur darin, daß die schädlichen Hochwassermengen zurückgehalten und Hochwasserschäden verhütet werden, sondern die verringerte Hochwassermenge hat noch einen anderen wirtschaftlichen Vorteil. Dieser besteht darin, daß der Hochwasserabfluß nicht mehr einen so großen Durchflußquerschnitt erfordert wie früher, weil die höchste sekundliche Abflußmenge verringert ist. Es ist also möglich, das Hochwasserprofil einzuschränken und somit durch Eindeichung oder Anschüttung Flächen einer landwirtschaftlich besseren Bewirtschaftung (Ackerbau) zu erschließen, als solche im Überschwemmungsgebiet möglich ist, oder das eingedeichte Gebiet in der Nähe von Städten für die Bebauung freizugeben, wodurch der Wert des betreffenden Landes wesentlich erhöht wird. Ein fernerer Vorteil ist die Verminderung der Sinkstoffe, indem die kleinere Wasserführung die angreifenden Kräfte auf die Ufer mildert, sodaß die Auflandungen in den unteren Stromtälern weniger stark sind.

Die Verwertung der Sammelbecken für Hochwasserschutz geschah zuerst in Frankreich an der Loire und Yonne (s. des Verf. Schrift: Der Talsperrenbau u. d. deutsche Wasserwirtschaft S. 15). Ein Staubecken in letzterem Fluß dient zugleich Schiffahrtszwecken und dem Hochwasserschutz. Es wurde in den Jahren 1855—58 er-

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Langwasser bei Friedeberg Zacken bei Warmbrunn . .

Zieder bei Grüssau . . . .

Heidewasser bei Herischdorf Bober bei Buchwald . . . Bober bei Mauer.....

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36,0

24,0

39,0

38,0

48,0

120,0

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Pf.

Kosten für 1 cbm Stauinhalt

und

Mauer. Nutzwasserraum.

Erddamm.

Mauer.

Erddamm.

Erddamm.

Erddämme. Bobergebiet. Mauer.

Zwei Becken übereinander.

Queisgebiet. Mauer. Kraftabgabe 1500 P.S. an 24 Stunden.

Bobergebiet. Erddamm.

»    Mauer.

»    Mauer. Kraftgewinn 3000

P.S. bei 24 ständigem Betrieb. Queisgebiet. Erddamm.

Bobergebiet. Erddamm.

Bemerkungen

Glatzer Neiße in Schlesien.

richtet. Es ist mit einem Hochwasserschutzraum von 400000 cbm ausgestattet, liefert im übrigen aber das erforderliche Zuschußwasser, um das Niedrigwasser der Yonne für Flößerei und Schiffahrt zu heben.

ver-

In bedeutenderem Umfang ist dieser Zweck neuerdings in Deutschland folgt worden. Der Hochwasserschutz unserer Gebirgstäler ist umso notwendiger geworden, als eine immer mehr zunehmende Bebauung und Kultur entsteht. Die einzelnen Eigentümer rücken mit ihren Häusern und sonstigen Anbauten mehr und mehr in den notwendig offen zu haltenden Abflußquerschnitt hinein und versperren dem Wasser den Abzug. Dies zeigt sich um so stärker, wenn an einem Wasserlauf eine Zeit lang außergewöhnliche Hochfluten nicht eingetreten sind. Die Bevölkerung gewöhnt sich daran und faßt Vertrauen zu diesem Zustand, bis dann unerwartet eine Katastrophe eintritt und alle Hoffnungen begräbt.

Die Freihaltung des Hochwasserquerschnittes ist ein schweres Bemühen der Verwaltungsbehörden, das nicht durch bösen Willen, wohl aber oft durch eine gewisse Gleichgültigkeit der Anwohner gegen die Gefahren der Hochfluten in seinem Erfolge beeinträchtigt wird. Ein zweckmäßigerer Kampf als gegen diese menschlichen Schwächen ist es, der Gefahr dadurch entgegenzutreten, daß man die Ursache, d. h. die Hochfluten selbst mindert und diese auf ein mittleres Maß zurückführt. Durch öfteres Eintreten mittlerer Fluten wird den Einwohnern die Bedeutung des Hochwasserschutzes nachdrücklicher vor Augen geführt.

an

um

Zum ersten Male, wenn auch nur in geringem Umfange, ging man diesen Weg an der Wupper. Hier ist neben dem Industriewasserraum der beiden Talsperren der Bever und Lingese von 5300000 cbm an der Talsperre ein Hochwasserschutzraum von 600000 cbm geschaffen worden, der in der Winterszeit, wo auf Grund langjähriger Erfahrungen größere schadenbringende Anschwellungen der Wupper zu erwarten sind, leer bleiben muß. Der Raum darf erst gegen das Frühjahr hin gefüllt werden, in der trockenen Jahreszeit, wo Hochfluten weniger zu befürchten sind, auch diesen Stau- -raum für gewerbliche Zwecke nutzbar zu machen.

In besonderem Maße hat der Hochwasserschutz bei den schlesischen Talsperren Beachtung gefunden. Man erkannte hier, daß bei den stark wechselnden Wassermengen der schlesischen Gebirgsflüsse der Ausbau der Bachbetten sehr kostspielig werden würde, wenn man sie den veränderlichen Anforderungen hätte anpassen wmllen. Oft mußte der Ausbau für eine unschädliche Hochwasserabführung unausführbar gelten wegen der dichten Besiedelung der Täler. Die Zurückhaltung des Wassers in Sammelbecken erschien daher als die billigste und wirksamste Maßnahme.

Für die Zurückhaltung der schadenbringenden Hochfluten sind in dem Gebiete der schlesischen Gebirgsflüsse 16 Sammelbecken mit einem Gesamtstauinhalt von rund 93 Mill. cbm vorgesehen, die ein Niederschlagsgebiet von 2203 qkm absperren. Einige Becken sollen neben dem Hochwasserschutz auch der wirtschaftlichen Ausnutzung von Wasserkräften dienen, und es stehen von dem ganzen Stauraum für letzteren Zweck 25,3 Mill. cbm zur Verfügung, wovon auf die Anlagen von Marklissa und Mauer 5 und 20 Mill. cbm. entfallen. An der Talsperre von Marklissa ist ein Kraftwerk von 3000 P.S. Leistung errichtet; das Kraftwerk bei Mauer wird auf etwa 6000 P.S. ausgebaut werden. Beide Talsperrenkräfte sind miteinander gekuppelt und versorgen die Stadt Hirschberg und die Ortschaften von etwa 5 Kreisen mit Kraft und Licht. Über die Größe der gewinnbaren Kräfte gibt im übrigen die Tab. 6 Aufschluß. Die 16 Becken liegen in den Flußgebieten des Queis, des Bober, der Katzbach (Abb. 11) und der Glatzer Neiße.

Die einzelnen Staubecken für die Zurückhaltung des Hochwassers sind nach der Maßgabe bemessen, daß die Mittelhochwassermengen dauernd zum Abfluß gelangen und nur die die Mittelhochwassermenge übersteigenden Wassermassen, welche nach dem Ausbau der Gebirgswasserläufe die

eigentliche Schadenwelle darstellen, angesammelt werden. Dabei ist den Ermittlungen das Hochwasser vom Juli 1897 zugrunde gelegt worden. Neben Sammelbecken mit hohen Sperrmauern in den tief eingeschnittenen Tälern werden flache Becken mit niedrigen Verwallungen — im Yorlande des Hochgebirges liegend — hergestellt.

Für die unschädliche Abführung der in den Sammelbecken nicht zurückgehaltenen Wassermassen werden die Gebirgsflüsse derart reguliert, daß sie die mittleren Hochfluten bordvoll aufzunehmen vermögen. Dies ist geschehen durch Schaffung einheitlicher, dem Wasserabfluß angepaßter uerschnitte und durch Verminderung der Wassergeschwindigkeit in den Strecken mit übermäßig

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Abb. 11. Ungef. Maßstab 1:600 000.

starkem Gefälle. Brücken, die den Durchfluß versperren, werden umgebaut, höher gelegt und erweitert, zu starke Krümmungen begradigt. Die Befestigung der Ufer erfolgt durch Ufermauern oder Böschungspflaster, die Ausgleichung zu starker Gefälle und die Festlegung der Flußsohle durch Kaskaden, Wehre und Grundschwellen. In den Quellgebieten der Gebirgsbäche sind Gerölltalsperren angelegt, um die bei Hochwasser herabkommenden Geröllmassen aufzufangen. Dieser Regulierungsausbau erstreckt sich auf das Gebiet der Lausitzer Neiße, des Bober, der Katzbach, der Weistritz, der Lose, der Glatzer Neiße und der Hotzenplotz.

Die Ausführung dieser Sammelbecken (Marklissa, Buchwald, Herischdorf, Grüssau, Mauer u. a.) erfolgte in den Jahren 1901 bis 1912.

Zur Erzielung des Hochwasserschutzes im Odertale selbst sind ferner vorgeschlagen ein Becken in der Oder von 640 Mill. cbm. Stauinhalt oberhalb Ratibor und im Jahre 1909 von Major

a. D. von Donat ein Becken von 425 Mill. cbm oberhalb Krappitz an der Oder. Außerdem können in einer Anzahl Becken der Seitentäler größere Fassungsräume für diesen Zweck gewonnen werden. In Verbindung mit diesen Aufspeicherungen großen Stiles steht die Frage der Wassertiefenvermehrung der Oder für Schitfahrtszwecke, worüber S. 24 einige Mitteilungen gemacht sind, sowie auch meist diejenige der Kraftgewinnung. Näheres siehe in der Denkschrift über die Staubecken in Schlesien, bearbeitet von der Oderstrombauverwaltung, Breslau 1910.

Das auf S. 22 erwähnte in erster Linie für Schitfahrtszwecke dienende Waldecker Becken von 202 Mill. cbm Inhalt wird zugleich einen günstigen Einfluß auf die Hochwasserverminderung der Weser haben. Der Einfluß des Beckens auf die größte bekannte Hochflut an der Weser vom Jahre 1841 ist wie folgt berechnet¹):

Fluß

Ort

Größte sekundliche Abflußmenge

Januar 1841

cbm

nach Fertigstellung der Waldecher Talsperre chm

Hemfurt.......

Cassel........

Münden.......

Hameln.......

Hoya........

Unterhalb der Allermündung .....

Die Abb. 12 gibt eine Übersicht über die bei Reichenberg in Böhmen von Gemeinden und Genossenschaften zur Bekämpfung der Hochwassergefahren angelegten Staubecken. Diese Sammelbecken, die zusammen 6,3 Mill. cbm Inhalt haben, dienen zugleich ebenfalls der Aufhöhung des

Eder . . . Fulda . . Weser . .

900

250

2000

1450

2350

2900

3000

4600

1900

2500

2650

4300

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Abb. 12. Talsperren bei Reichenberg in Böhmen f. Hochwasserschutz u.Niedrigwasseraufhöhung d. Triebwerke. Ungef. Maßst. 1:250000.

Niedrigwassers für Kraftzwecke, s. Tab. 7. Weitere Schutzbecken zu ²/3 auf Staatskosten, zu l/₃ aus Beiträgen des Landes sind errichtet an der Elbe, der Chrudimka und der Doubrava mit zusammen rund 16,4 Mill. cbm Stauraum. Näheres hierüber sowie über schwebende Pläne s. Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1910, S. 661 sewie die Berichte von Lauda, Müller u. Kvassay f. d. XII. Int. Schiff. Kongr. 1912.

Tabelle 7. Talsperrenbauten im Gebiet der Görlitzer Neiße bei Reichenberg in Böhmen.

(s. Abb. 12.)

Nr.

Talsperre

Jahr der Bauausführung

Nieder

schlags

gebiet

Stau

inhalt

qkm

Mill.

cbm

Größte Stauhöhe ü. Talsohle

Größte

Höhe

der

Mauer

Kronen

länge

Mauermasse

cbm

Kosten einschl. Grund-erwerb cmd Ankauf von Gebäuden Kronen

Kosten für 1 cbm Stauinhalt

Heller

H (M CO ^ »O CÛ

1904/05 . . i 1904/05

Görsbach. . . Yoigtbach . . Mühlscheibe

4,1

6,9

6,7

L".. S O IO W W

<N © <sf ©" cT O'

15,0

20,0

440

12,0

10,0

155

14,65

15,5

23,15

21,5

296

250

10,0

16,0

154

14,9

21,5    207

42 600    2 559 OOO

16    200    650000

41 000    1 300 000

32 000    1030000

11500 460 000

17    200    659 000 ?

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05    GO    CO    05    o    CD

05    Ot    CO    I—¹

im Mittel für die sechs Talsperren 105

160 500    6 658 000

Zusammen j 71,6 | 6,33

Literatur.

Über die Hochwasserschutzsperren: in Schlesien s. Zeitschr. f. Bauwesen 1903, S. 654; Zeitschr. f. Bauwesen 1907, S. 401 ; Kulturtechniker 1905, S. 278.

In Böhmen: Intze, Zeitschr. d. Yer. deutsch. Ing. 1906. Intze, Vortrag über die böhmischen Talsperren in Reichenberg, Jan. 1901. Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtsch. 1907, S. 37; Schiff 1906, S. 298.

Im Harz: Kulturtechniker 15. 1. 1906, Österr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baud. 1906, S. 331.

wenn wir zwar noch nicht von abgeschlossenen

§ 7. Talsperren für gemeinsame Zwecke. Es ist schon in den obigen Ausführungen bemerkt worden, daß die Sammelbecken oft nicht einem Zweck allein dienen. Die Erfahrung des Betriebes Erfahrungen im wasserwirtschaftlichen Betriebe von Talsperren sprechen können — hat immerhin erwiesen, daß dies in vorteilhafter Weise möglich sein kann. Und es darf angenommen werden, daß je mehr solche Betriebsergebnisse gesammelt werden, mit um so größerer Schärfe die Grenze des Erreichbaren erkannt werden wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Vereinigung verschiedener Zwecke in einer Sammelbeckenanlage dazu beitragen muß, den Talsperrengedanken zu fördern. Die Aufbringung der Baugelder wird erleichtert, wenn es gelingt, die meist sehr ansehnlichen Kosten auf eine größere Zahl von Beteiligten zu verteilen. Und der Kreis der in Frage kommenden Interessenten erweitert sich um so mehr, je mehr die Errichtung der Stauwerke die verschiedensten Wirtschaftszwecke befriedigt.

Die Nutzbarmachung der Talsperren für verschiedene Zwecke kann aut mehrfache Art erfolgen. Einmal kann für jeden Zweck: Trinkwasserversorgung, Kraftgewinnung, Bewässerung usw. ein bestimmter Teil des Gesamtstauraumes Vorbehalten sein. Es ist dies eine Nebeneinanderschaltung der Zwecke. Schon hierin liegt ein verbilligendes Moment, indem, wie noch an anderer Stelle näher ausgeführt werden wird, die großen Sammelbecken verhältnismäßig, d. h. in bezug auf die Einheitskosten, billiger hergestellt werden können als kleine Weiher. Eine solche Vereinigung kann hinsichtlich der guten Durchführbarkeit des Betriebes kaum irgendwelche Schwierigkeiten bieten. Günstiger in der anteiligen Kostenverminderung, aber nicht in gleichem

Diese mehrfache Benutzung desselben Stauraumes oder des aufgespeicherten Wassers wird praktisch nur insoweit durchführbar sein, als die verschiedenen Interessenten sich hinsichtlich der Nutznießung gegenseitig und mit gutem Willen vereinbaren, getragen von dem Bestreben, sich auf das mit erschwingbaren Mitteln Erreichbare zu beschränken, um die Lasten und Kosten des Unternehmens auf möglichst viele Schultern zu legen. Es wird also ein Entgegenkommen auf allen Seiten nötig sein, um ein solches Übereinkommen etwa in der wirtschaftlichen Form einer Genossenschaft oder eines Zweck

verbandes zu schließen. Der Wasserbauingenieur hat dabei die oft nicht leichte Aufgabe ‘ zu lösen, durch Aufstellung eines übersichtlichen Wasserwirtschaftsplanes die gerechte Verteilung des Wassers und der Geldbeträge herbeizuführen. In gleichem Maße wie sich der einzelne in der unumschränkten Geltendmachung seiner Ansprüche Mäßigung auferlegt, darf er auch hoffen und beanspruchen, mit geringen Opfern seinen Zweck zu erreichen und dadurch zur Inswerksetzung eines gemeinnützigen Unternehmens beizutragen.

Wir stehen auf diesem Gebiete noch im Anfänge der Erfahrungen. Immerhin soll versucht werden, einige Anhaltspunkte für die Beurteilung dieser schwierigen Verhältnisse zu geben, indem im übrigen auf die ausführlicheren Darlegungen des Verfassers Uber die Gemeinsamkeit der hier vorhandenen Interessen in seiner Schrift »Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft«, Berlin 1902, S. 27, verwiesen werden mag.

Die Zurückhaltung der Hochfluten in den Sammelbecken wird die anderen Nutznießer dann nicht schädigen, wenn die natürliche Wasserführung der Bach- und Fluß-

Maße übersichtlich für die Betriebsgestaltung liegen die Dinge, wenn es möglich ist, einen Stauraum ganz oder teilweise nacheinander für verschiedene Zwecke werten. Also z. B. einen Hochwasserschutzraum in doppelter Weise dadurch zunutzen, daß das in der Hochflutzeit aufgespeicherte Wasser später für Kraftbetrieb, Wiesenbewässerung oder andere Zwecke abgelassen wird. Auch diese Abgabe des Nutzwassers kann verschiedene Ziele verfolgen, wenn die wirtschaftlichen Zwecke zeitlich getrennt sind, also z. B. die landwirtschaftliche Bewässerung Beanspruchung stellt, in welcher der Kraftbedarf nicht seinen Höhepunkt hat.

Eine andere Art dieser doppelten Ausbeutung tritt ein, sofern das aufgespeicherte Wasser den mehrfachen Zwecken nacheinander dienstbar gemacht wird. Dieser Fall liegt z. B. vor, wenn das Wasser einer Talsperre zunächst durch Turbinen geschickt und seine Energie in mechanische Kraftleistung umgesetzt wird und dann das abströmende Wasser einer nochmaligen Verwertung zugeführt wird. Aber auch selbst dieses unterhalb des Kraftwerkes frei abfließende Wasser kann nacheinander oder gleichzeitig verschiedene Aufgaben erfüllen. Es ist wohl denkbar — und der Betrieb des Ruhrtalsperren Vereins zeigt die Durchführbarkeit —, daß das Wasser gleichzeitig für Wiesenbewässerung dient, und dabei, indem es in den Untergrund dringt, den Grundwasserstrom vermehrt, aus dem Wasserwerke Trinkwasser saugen. In gleichem Maße kann das freifließende Bachwasser den Grundwasservorrat ergänzen, indem ein Teil gleich für die entlang am Bache belegenen Triebwerke Kraftwasser liefert. Ebenso kann das aus der Wiesenbewässerung zum Bache zurückkehrende Wasser für Kraftzwecke nutzbar werden und umgekehrt. Alles dieses Zuschußwasser aus den Talsperren wird aber letzten Endes, soweit es nicht durch Verdunstung verloren geht, der Schifffahrt förderlich, indem das nach seinem verschiedensten Gebrauch durch den Nebenfluß gesammelte Wasser die Wasserführung der Schiffahrtsrinne im Hauptstrom in knapper Zeit aufhöht.

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laufe groß genug bleibt, um alle ihre Ansprüche zu befriedigen, wenn also eine dem Mittelwasser entsprechende Wassermenge zum Abfluß gelangt. Im Gebiet der Wupper haben andererseits, wie in § 14 näher dargelegt, genaue Messungen ergeben, daß 40 y. H. des Jahresabflusses über der Linie der mittleren Abflußmenge liegen. Es würden also, wenn die Triebwerke auf die Mittelwassermenge eingerichtet wären, jene 40 y. H. abgefangen werden können, ohne den Werken etwas zu nehmen. Damit könnte eine gleichmäßigere Wasserführung der Bäche erreicht werden, da naturgemäß der Fehlbetrag in trockener Zeit ebenfalls um 40 v. H. unter der Mittelwasserlinie zurückbleibt. Weiteres s. § 14.

Eine wichtige Frage ist nun, ob andererseits die Absicht, stets möglichst Vorrat an Wasser für Kraftzwecke, für die Landwirtschaft und Schiffahrt in den Stauweihern zu halten, dem Hochwasserschutzzweck entgegensteht, insofern zu befürchten ist, daß dann eine plötzliche Hochflut ein gefülltes Becken antrifft. Diese Bedenken sind es, die immer wieder betont werden und die auf vielen Seiten die Neigung hervorrufen, die Möglichkeit der gemeinsamen Verwertung der Sammelbecken überhaupt zu verneinen.

Der Hochwasserschutz würde scheinbar, wenn man für alle Fälle vollkommen gesichert sein wollte, bedingen, daß die Stauweiher stets leer sind und, wenn sie durch eine Hochflut gefüllt werden, auf schnellstem Weg wieder entleert werden, um für die Aufnahme neuer Wassermassen bereit zu sein. Ein solcher Betrieb würde die Becken allerdings von jeder anderen Verwendung ausschließen. Es scheint, daß eine soweit gehende Vorsicht nicht erforderlich ist. Der Grund hierfür liegt in dem vorhandenen Wechsel trockner und regenreicher Zeiten. Unsere gemäßigte Zone hat keine scharf getrennten Kegen- und Trockenperioden wie die Tropen. An der Wupper sind jährlich 10 bis 12 größere Anschwellungen bemerkbar. Die Anschwellungen kommen und gehen schnell. Bald nach dem Ablauf der Hochflut zeigt der Fluß, wie das an allen Gebirgs-flüssen der Fall ist, wieder stark fallende Wasserstände. Infolgedessen hat dann die Industrie das während der Hochflut in den Becken gesammelte Wasser zur Verstärkung der natürlichen Wasserführung wieder nötig, wodureh ein Entleeren der Sammelbecken herbeigeführt wird. Die Anschwellungen wechseln im allgemeinen in solchen Zeiträumen, daß sich der geschilderte Betriebsvorgang mit guter Regelmäßigkeit abspielen kann. Das gewiß nur sehr seltene Aufeinanderfolgen von zwei großen Flutwellen in kurzen Zwischenräumen läßt sich dadurch ungefährlich machen, daß in solchen gefahrvollen Tagen die Becken — und dann ohne Nachteil für die industriellen Zwecke — schnell entleert werden. Niederschlagsbeobachtungen und bei ausgedehnterem Niederschlagsgebiet ein geordneter Hochwassernachrichtendienst werden jede einzelne Flut, und auch das ungünstige Zusammentreffen zweier Hochfluten so rechtzeitig vorauserkennen lassen, daß für die erwähnten Maßnahmen der Abwehr die nötige Zeit übrig bleibt. Gerade diese Frage hat beim Entwurf der neueren Hochwasserscbutzbecken in Schlesien in allererster Linie gestanden. So könnte z. B. das für 50 Mill. cbm Stauinhalt geplante Becken bei Mauer in Schlesien in zwei Tagen geleert werden, wenn man sekundlich so viel abläßt, als der Bober, ohne Schaden zu bringen, fassen und abführen kann¹). Wenn man hiergegen hält, daß die verheerenden Hochfluten des Jahres 1897 nach ununterbrochenem starken Regen erst am dritten und vierten Tage der Niederschläge eintraten, so liegt in dieser Möglichkeit der schnellen Entleerung der Schutz-

weiher eine gute Sicherheit. Dazu kommt die ausgleichende Wirkung der gefüllten Becken infolge der großen Oberfläche. Da die Spitzen der Anschwellungen der Gebirgsbäche immer nur von kurzer Dauer sind, so ist diese Tatsache von Bedeutung für die wasserzurückhaltende Eigenschaft ausgedehnter Wasserflächen¹). Wo neue Anlagen für den Hochwasserschutz geschaffen werden, scheint es nach allem sicherlich berechtigt, zu verlangen, daß die Möglichkeit der Mitverwertung der Schutzraum auch für andere Zwecke offengehalten wird. Wie dies geschehen kann, ist in § 39—44 erörtert.

Aber auch die Interessen der Schiffahrt fallen mit denen der Industrie und des Hochwasserschutzes in der Ausnutzung der Sammelbecken vielfach zusammen. Schifffahrt und Industrie haben gleichmäßig den Wunsch, daß das Niedrigwasser in trockner Jahreszeit aufgehöht wird; die Industrie hat in noch erhöhtem Maße Verlangen nach einem über das ganze Jahr gleichmäßig verteilten Abfluß des Triebwassers. Bei einer gleichbleibenden Wasserkraft lassen sich die Triebwerke auf das vollkommenste ausnutzen, der Betrieb ist ein geordneter.

Es wird nun zwar leichter sein, ein annähernd gleichbleibendes Mittelwasser für die Bäche und Nebenflüsse zu schaffen, als die gewaltigen Wassermassen des Hauptstromes in ihrem Abfluß für das ganze Jahr auszugleichen. Indem aber erster Zweck gefördert wird, wird dem letzteren gedient. Der Zuschuß zur Abflußmenge des Nebenflusses gereicht auch dem Wasserlauf, in welchen er mündet, zum Vorteil. Die Bäche und Nebenflüsse leiden im allgemeinen in derselben Zeit unter Wassermangel, wie der Hauptstrom. In dieser Hinsicht ist allerdings die Eigenart des einzelnen Stromgebietes ausschlaggebend. Je größer die Nebenflüsse sind, um so mehr fällt die Zeit der niedrigen Wasserstände in diesen mit denen des Hauptstromes zusammen. Es würde sich für den Betrieb der Sammelbecken etwa die Richtschnur ergeben, ihre Füllung in den letzten Winter- und Frühjahrsmonaten erfolgen zu lassen und dieselbe mit Eintritt der trocknen Periode im Juni und Juli sicher zu stellen, so daß das gestaute Wasser in den Monaten Juni bis September in erster Linie zur Verstärkung des Aufschlagwassers der Triebwerke, in den Monaten Oktober, November und bis Februar, ergänzt durch die Regenfälle dieser Zeit, zu Kraftzwecken und zur Vermehrung des Niedrigwassers im Hauptstrom zu dienen hätte.

Hinsichtlich der Landwirtschaft fällt der Umstand ins Gewicht, daß das dem landwirtschaftlichen Betriebe dienende Wasser für die Triebwerke und die Schiffahrt zum großen Teile erhalten bleibt. Es fließt nach Bewässerung und Befruchtung der Wiesen in den Bach, dem es entnommen wurde, zurück und nur jener Teil wird verloren, der in der Verdunstung und Aufsaugung durch die Pflanzen aufgeht. Fecht²) nimmt den hierbei entstehenden Verlust zu y₃ an, so daß ²/₃ der ursprünglichen Wassermenge als Kraft- und »Verkehrs«-Wasser wieder nutzbar würden.

Die Wasserwirtschaftspläne der Vogesen- und Wuppertalsperren weisen auch auf die Gemeinsamkeit dieser Interessen mit denen der Schiffahrt hin. Der Betriebsplan des Alfeldweihers²) zeigt, daß die Wasserabgabe — obwohl dieselbe dort lediglich nach dem Gesichtspunkte des gewerblichen und landwirtschaftlichen Nutzens erfolgt — sich zwar in erster Linie auf die Sommermonate erstreckt, daß sie sich aber tatsächlich doch so gestaltet, daß auch der Rheinwasserstand daraus Vorteil zieht. Weiteres in § 51.

Vgl. auch Garbe, im Handb. d. Ing.-Wissensch. Bd. III. 1900. Kap. XII.

²) Über die Anlage und den Betrieb von Stauweihern in den Vogesen, Berlin 1893.

durch die Abwehr der Hochwasserschäden. Die Erkenntnis von dieser vielseitigen Verwendungsfähigkeit der Sammelbecken bei zweckmäßigem Betriebe bricht sich mehr und mehr Bahn, nachdem ausgeführte Anlagen die Beweise dafür erbracht haben.

Man kann alle diese Überlegungen dahin zusammenfassen, daß die sonst vielfach auseinandergehenden Interessen der Landwirtschaft einerseits und der Industrie, Schifffahrt und des Handels andererseits sich in selten glücklicher Weise vereinigen in der Nutzbarkeit der Staubecken. Dazu kommt die Förderung der allgemeinen Wohlfahrt

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Es gibt nur wenige ausgeführte Talsperrenanlagen, die nicht gleichzeitig mehreren Zwecken dienen. Schon in den früheren Beispielen sind Anlagen beschrieben, die zwar in erster Linie einen Hauptzweck erfüllen, im übrigen aber doch auch noch mancherlei anderer Richtung nützlich werden. Es sei auf die Ausführungen zu den Wupper-, Ruhr-und Yogesentalsperren, sowie auf die schlesischen Sammelbecken hingewiesen.

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Es möge hier noch das Beispiel einer neueren Anlage folgen, die zum ersten Male in Deutschland mit der Trinkwasserversorgung die zentrale Kraftgewinnung in großem Maße verband, derart, daß beide Zwecke nebeneinander aus gemeinsamen Becken erfüllt werden.

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Abb. 13. Lageplan der Talsperren- und Wasserkraftanlage der Stadt Solingen. Ungef. Maßstal) 1 : 50 000.

Das Wasser - und Elektrizitäts-

a Vorbecken. 100000 cbm Inhalt. Aufstauung des frischen Bachwassers.    .    .    .

Erddamm mit Betonkern, bogenförmig, R = 50 m, Wasserreinigung becken mittelst zweier 1 alsperren ; Kratt-durch Rieselwiesen bzw. Sandfilter. Rohrleitung nach dem Kraft- waSSer ergibt außerdem die Stauung der werk (/).

Ł Hauptsammelbecken 3000 000 cbm Inhalt. Trink- und Kraftwasser, c Talsperre. Bruchsteinmauerwerk, bogenförmig R = 150 m, Gesamt- Sprechend gliedeit sich die Gesamtanlage

in zwei Hauptgruppen (Abb. 13 und 14).

werk der Stadt Solingen im Sengbachtale bei Gliider ist eine Anlage für Trinkwasser- und Kraftgewinnung. Das Wasser (Trink- und Kraftwasser) wird gewonnen durch Aufstauung des Sengbaches in Sammel-

Wupper. Diesem doppelten Zweck ent-

höhe 43 m.

d Riesel wiesen zur Reinigung des Talbeckenwassers. e Stollen (160 m) für die Rohrleitung : 2 Trinkwasser-, 1 Druekrohrleitung. / Kraftwerk zum Heben des Wassers nach Solingen. Daneben Gewinnung elektrischer Energie. q Wehr zur Aufstauung der Wupper.

h Kanal 8,0 m Sohlenbreite. Zuleitung des gestauten Wassers zum Kraftwerk.

i Steigleitung nach dem Hochbehälter bei der Stadt.

Lediglich der Trinkwasserversorgung dient das Vorbecken von 100000 cbm Stauinhalt; lediglich zur Kraftgewinnung das Wehr in der Wupper. Das durch die große Sperrmauer von 43 m Höhe gebildete Hauptbecken von etwas mehr als 3Mill.cbm Fassungsraum erfüllt beide Zwecke; es liefert zusammen mit dem Vorbecken die Wasserversorgung der Stadt und gibt in Verbindung und in Ergänzung mit der gestauten Wupper die erforderliche Kraft, um das Trinkwasser aus dem Tal nach dem Hochbehälter bei Solingen um 170 m zu heben, von wo sich dasselbe in das Rohrnetz der Stadt verteilt. In der hierdurch gebotenen Möglichkeit, die Hebung des ITinkwassers allein durch Wasserkraft zu bewerkstelligen, liegt bei der schwierigen Zugänglichkeit des Pumpwerkes ein besonderer Vorzug der Anlage.

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Die in dem Gefälle des gestauten Wassers nutzbare Kraft wird durch diese Arbeitsleistung nicht aufgebraucht; es ist darüber hinaus ein Vorrat an Wasserkraft vorhanden, welcher in elektrische Energie umgewandelt wird. Aus diesem Grunde sind in dem Maschinengebäude an derWupper neben den Einrichtungen für Wasserhebung Dynamomaschinen aufgestellt.

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Sämtliches Trinkwasser wird vor seiner Verwendung gereinigt. Dies geschieht teils durch Rieselwiesen, teils durch Sandfilter.

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Der zukünftige größte Jahresbedarf der Stadt an Trinkwasser ist mit 2000000 cbm in Ansatz gebracht; außerdem werden jährlich rund 4000000 P.S.-Std. gewonnen, wovon 1600000 P.S.-Stunden für die Wasserhebung verbraucht werden, während nach elektrischer Fernleitung auf 6 km bei nur 70 v. H.

Nutzwirkung rund 1700000 P.S.-Std. in Solingen für elektrische Zwecke verfügbar sind.

Die Leistungsfähigkeit für Trinkwasser ist 10000 cbm am Tage; zeitweilig stehen für Kraftleistung 1550 P.S. zur Verfügung, davon 600 P.S. für die Pumpen, 950 Pferdekräfte für die Dynamomaschinen.

Die Gesamtanlagekosten mit Grunderwerb und Elektrizitätswerk betragen etwa 4200000 Mark. Entwurf und Oberleitung lag in den Händen des Geh. Regierungsrates Prof. Dr. Ing. Intze (j- 1904), die Leitung der Bauausführungen der Talsperren, hydraulischen und sonstigen Bauanlagen hatte der Verfasser dieser Schrift¹).

Das Elektrizitätswerk wurde im Jahre 1903 in Betrieb genommen. Anfänglich waren im Kraftgebäude an der Wupper 4 Turbinen aufgestellt von je 300 P.S. mittlerer Leistung, und zwar 2 Niederdruckturbinen für 5 m Gefälle und 2 Hochdruckturbinen für 50 m mittleres Gefälle, davon diente je eine dem Pumpen- und elektrischen Betrieb. Bereits im zweiten Betriebsjahr wurde infolge des ständig steigenden Stromverbrauchs und Gründen einer gesteigerten Betriebssicherheit der Einbau einer dritten Wupperturbine von 350 eff. P.S. für elektrische Energieerzeugung beschlossen. Mit dem Einbau dieser Turbine

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Abb. 14. Höhenplan der Talsperren- und Wasserkraftanlage der Stadt Solingen.

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l) Eingehende Beschreibung, Zeitschr. für Bauwesen 1904. S. auch Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1906, S. 732.

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auf die Erweiterung der Betriebsmittel durch eine Damptzentrale zu richten. Da die Stadt Solingen in der Straßenbahnzentrale ein mit Dampf betriebenes Elektrizitätswerk besaß, so konnte durch eine Kabelvereinigung dieser beiden Werke, deren Entfernung etwa 7 km beträgt, eine gegenseitige Aushilte geschaffen werden. Die Bahnzentrale wurde zu diesem Zweck in eine Umformerstation umgewandelt,

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Abb. 15.

Übersichtsplan der Talsperre und der Hochdruckleitung für das Kraftwerk der Stadt Nordhausen a./H.

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in der der hochgespannte Drehstrom (5300 Volt) des Talsperrenkraftwerkes für den Straßenbahnbetrieb in Gleichstrom umgeformt wird. So gelang es, die geringe Tagesbelastung des Werkes in Gliidei vergrößern und die Wasserkraft zweckmäßiger auszunutzen. Gleichzeitig wurde, um im Falle von Wassermangel eine Unterstützung des hydro-elektrischen Werkes zu ermöglichen, im Dampfwerk die Maschinenanordnung so umgeändert, daß der dort aufgestellte Drehstrommotor als Generator wiikend — das Hochspannungsnetz für Kraft- und Lichtzwecke speist. Die Wasserkraftanlage wird dadurch um eine Leistung von 100 KW. verstärkt. Zum weiteren Ausgleich des Wechsels im btiombedaif ist

die ira Dampfwerk vorhandene Akkumulatoren-batterie auf die doppelte Leistungsfähigkeit gebracht¹). Das Kabelnetz hat im Jahre 1905 ebenfalls eine bedeutende Erweiterung erhalten. Die Aufstellung einer 1000 PS. Dynamomaschine zur weiteren Verstärkung des Werkes ist im Jahre 1908 erfolgt.

Die Talsperre der Stadt Nordhausen am Harz (Abb. 15 u. 16) bietet einen Beleg für die Verwertung des aufgespeicherten Wassers nacheinander und zwar für die Kraftgewinnung und Trinkwasserversorgung. Das Staubecken, das durch eine rd. 28 m hohe Sperrmauer abgeschlossen wird, hat einen Stauraum von 770000 cbm und pine mittlere Zuflußmenge von rund 3 Mill. cbm im Jahre. Das von der Talsperre nach der Stadt Nordhausen vorhandene Gefälle ist am Hochbehälter in der Nähe der Stadt gebrochen und unmittelbar oberhalb dieses Hochbehälters ist das Kraftwerk angelegt, das ein Gefälle von 192 m ausnutzt und für eine Leistungsfähigkeit bis 170 PS. ausgebaut ist. Es ist dies, soviel bekannt, das größte bisher in Deutschland nutzbar gemachte Gefälle. Das Kraft- und zugleich Trinkwasser wird der Turbine durch eine rund 11 km lange Rohrleitung von 40 cm 1. W. zugeführt. Die Abströmung aus der Turbine erfolgt nach dem Hochbehälter, von wo aus sich das Wasser in das Leitungsnetz der Stadt verteilt. Zwischen dem Kraftwerk und dem Hochbehälter ist die Möglichkeit der Einschaltung eines Filters offen gehalten, falls die Reinigung des Talsperrenwassers für Trinkzwecke, die wegen der Bewaldung des Niederschlaggebietes und der vorzüglichen Beschaffenheit des zufließenden Wassers gegenwärtig unterbleibt, später etwa notwendig werden sollte. Das Wasser hat sich im bisherigen Betrieb ohne Filterung als gut und hygienisch einwandfrei erwiesen²).

Die Kraft wird in elektrische Energie umgesetzt und dient im Verein mit einem in Nordhausen vorhandenen Dampf-Elektrizitätswerk zur Beleuchtung des Staatsbahnhofes Nordhausen, für Straßenbahnbetrieb und für Kraft-und Lichtzwecke. Die Gesamtkosten haben nach der Ausführung 1465000 Mk. betragen.

Mit der Füllung des Staubeckens wurde im Winter 1905/06 begonnen, die Kraftanlage ist im Herbst 1906 in Betrieb genommen. Der Wasserversorgungs- und Kraftbetrieb ist ein

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Abb. 16. Hochdruckleitung von der Talsperre zum Kraftwerk der Stadt Nordhausen a/Harz.

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Länge der Druckleitung rund = 11,km, Lichte Weite der Druckleitung = 400 mm, Höchstes ruhendes Gefälle = 192 m.

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l) Über die Betriebsergebnisse des Werkes

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s. später.

nisse s. § 14.

²) Über die wasserwirtschaftlichen Verhält

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zufriedenstellender. Abgesehen von Bohrbrüchen in den ersten Monaten nach Inbetriebnahme hat die Rohrleitung einen guten Bestand gezeigt. Es ist daraus ersichtlich, daß die Sicherheitseinrichtungen in zweckmäßiger und ausreichender Weise getroffen sind, gegenüber den in der Rohrleitung auftretenden Druckschwankungen.

Die Aufstellung des der Ausführung zugrunde liegenden Entwurfs der Talsperrenanlage und ihr Bau erfolgte unter der Oberleitung des Verfassers dieser Schrift, der auch bei dem Ausbau der Hochdruckleitung und des Kraft- und Elektrizitätswerkes, sowie bei den Verhandlungen für die Kraftverwertung der Stadt Nordhausen als beratender Ingenieur zur Seite stand.

Der Talsperrenbau im Harz ist, wie oben mitgeteilt wurde, alt und reicht bis in das Mittel-alter zurück. Die heute noch vorhandenen und im Betriebe befindlichen Sammelbecken sind als Erddämme errichtet. Die Anlage der Stadt Nordhausen ist die erste gemauerte Sperre im Harz, die nach heutigen Konstruktionsgrundsätzen erbaut ist. Aber sie ist noch aus anderen Gründen bemerkenswert. Sie zeigt, daß auch kleine Wasserkräfte im Gebirge mit Vorteil ausgenutzt werden können. Deutschland ist reich an vielen gut verwertbaren Kräften mittlerer Größe und besonders in den Tälern unserer Mittelgebirge kann durch den Ausgleich der schwankenden Wasserführung manche mechanische Kraftleistung günstig erschlossen werden. Aber dieser Reichtum liegt meist nicht offen zu Tage. Dazu kommt das vielfach hoch entwickelte Wirtschaftsleben in unseren Gebirgstälern und die Bebauung, die dem Ingenieur die Freiheit der Bewegung hemmt. Ein eingehendes Studium ist unter solchen Umständen erforderlich, um die günstigsten Bedingungen für die Kraftnutzung zu finden.

Es verdient hervorgehoben zu werden — wenn zwar diesem Ergebnis keine zu verallgemeinernde Bedeutung innewohnt, — daß bei dieser Anlage die Fernleitung der Kraft aus dem 11 km entfernten Gebirgstal nach dem Mittelpunkt des Verbrauchs mittels des hohen Druckes einer Rohrleitung sich in letzter Linie wirtschaftlicher gestaltete, als durch elektrische Übertragung. Diese eigenartige Erscheinung erklärt sich daraus, daß auf die Kraftfernleitung im Druckrohr nur der Mehraufwand für den erweiterten Rohrquerschnitt von 400 mm Lichtweite in Rechnung zu setzen ist, da eine Trinkwasserleitung von 250 mm Weite ohnehin notwendig gewesen wäre.

Die Erreichung der gemeinsamen Zwecke von Sammelbecken wird mit immer größeren Mitteln angestrebt. Eine Vereinigung der verschiedenartigsten Zwecke werden die Staubecken im oberen Wesergebiet bringen.

Die schon auf S. 22 erwähnte Waldecker Talsperre bei Hemfurt, von 202 Mill. cbm Stauinhalt (Abb. 9), wird mit einem Jahresabfluß von 503 Mill. cbm den nachfolgenden Hauptzwecken dienen:

1.    Speisung des Rhein-Herne-Kanals*,

Hierfür sind jährlich 75 Mill. cbm erforderlich, die aus dem Becken abgegeben werden.

2.    Hochwasserschutz.

Hierfür sollen jährlich in den Monaten November bis Ende Januar 30 Mill. cbm freigehalten werden, wodurch das bisher größte bekannte H.W. — etwa 900 cbm/sec. 1841 — unschädlich aufgenommen werden. Näheres s. S. 33.

3.    Landwirtschaftliche Düngung.

Die höheren Fluten sollen im Becken nicht zurückgehalten werden, sondern düngend nach wie vor, die Wesermarschen überfluten.

4.    Schiffahrt. Näheres s. S. 23.

5.    Erschließung einer Wasserkraft an der Talsperre, die bis zu 5000 P.S. leisten wird.

Die eingehende Prüfung, ob diese vielgestaltige Verwertung durchführbar sein würde, an der noch der verstorbene Geh. Rat Intze als eine seiner letzten großen Arbeiten teilnahm, ergab, daß mit Hilfe dieses Staubeckens bei entsprechender Gestaltung und unter Verzicht auf eine volle industrielle Ausnutzung des Beckens sowohl das für den Kanal Rhein-Hannover erforderliche Zuschußwasser zur Speisung ohne Schädigung landwirtschaftlicher Interessen gewonnen als auch darüber hinaus noch eine beträchtliche Hebung des Niedrigwassers der Weser durch weiteres Zuschußwasser erreicht werden könne. Aber man erkannte ferner, daß ein ausreichend großes Sammelbeckensystem eine Hebung des Grundwasserstandes im Landeskulturinteresse ermöglichen, und die verderbenbringenden Hochwasser erheblich herabmindern werde. Endlich bietet es auch die Möglichkeit, die Spitzen der geringeren Weserhochfluten mittels Staubeckenwassers in den Wintermonaten so zu erhöben, daß sie in Zukunft, wie in früheren Jahrzehnten, wieder längere Zeit die Vorländer überfluten und die alte bedeutende Ertragfähigkeit des Grünlandes wiederherstellen¹).

!) Haus der Abgeordneten. Kommissionsbericht über die preuß. Wasserstraßenvorlage des Jahres 1904.

Als weitere Vorteile ergeben sieb die Erleichterung der Hochwasserregulierung der Fulda in Cassel, und der Regulierung der Hoya’schen Deiche an der Weser und die Erschließung umfangreicher Baugelände für die Städte Cassel, Münden, Hameln und Minden.

Nachstehend sind einige Angaben über die wasserwirtschaftlichen und baulichen Verhältnisse dieser Talsperre gegeben¹;.

Waldecker Talsperre an der Eder:

. . 1430 qkm 503 Mill. cbm . . 13,8 cbm . . 900 cbm . 0,8—1 cbm 202 Mill. cbm . . 1200 ha . .    25 km

Niederschlagsgebiet.......

Mittlere jährliche Abflußmenge . .

Mittlere sekundliche Abflußmenge.

Größte sekundliche Abflußmenge .

Kleinste sekundliche Abflußmenge

Stauinhalt............

Staufläche ............

Länge des Staubeckens .....

42 m

300000 cbm

Höhe der Sperrmauer über Talsohle Größte Höhe über Gründungssohle .... 47,6 m Mauermasse der Talsperre ....

. 18 Mill. M. . . . 9 Pfg.

Baukosten einschl. Grunderwerb (Grunderwerb 8,0 Mili. M.) \ . .

Kosten für 1 cbm Stauraum . . .

Ferner ist ein Becken von 20 Mill. cbm an der oberen Diemel, ebenfalls im Wesergebiet, geplant. Die wasserwirtschaftlichen Verhältnisse dieser Becken und ihre Bedeutung für die Weser sind eingehend dargelegt in dem Bericht von Sympher zum XII. Intern. Schiffahrts-Kongreß Philadelphia 1912.

Es ist naturgemäß, daß die Talsperren, indem sie alle diese erörterten Aufgaben erfüllen, zugleich der allgemeinen Wohlfahrt dienen, insofern sich diese Vorteile aus einer gleichmäßigeren Wasserführung der Flußläufe und aus der Beseitigung langer sommerlicher Trockenlegung der Bäche ergeben. Sie erfüllen hierbei einen gesundheitsfördernden und zugleich auch einen ästhetischen Zweck. Der mit der mehr oder minder starken Trockenlegung der Flußsohle verbundene unschöne Anblick wird gemildert, die Entstehung der bösen, der Gesundheit nachteiligen Ausdünstungen verhindert. Es genüge, dieser Vorteile, die als eine Nebenleistung der Talsperren von den Anliegern gern hingenommen werden, hier kurz zu gedenken, ebenso der Verschönerung des Landschaftsbildes, die die durch die Sammelbecken in den Gebirgstälern gebildeten Seen mit sich bringen, und die umso höher zu bewerten sind, als unseren Mittelgebirgen meist die den landschaftlichen Reiz erhöhenden Gebirgsseen fehlen. Der Umstand, daß tatsächlich die neuen Talsperrenanlagen vielfach beliebte Ausflugsorte für die umwohnende Bevölkerung geworden sind, muß den neuerdings mehrfach und zum Teil nicht ohne Schärfe geführten, mehr akademischem Streit, ob die Talsperren das Landschaftsbild verschönern oder zerstören, praktisch ohne weiteres zugunsten der Sammelbecken entscheiden.

Der Nutzen, der aus den Sammelbecken als Zuchtstätten für Fische gezogen wird, kann zwar nicht als Zweck dieser Unternehmungen angesehen werden, er fällt aber immerhin als annehmbarer Nebenertrag ab. Hierüber soll späterhin noch einiges mitgeteilt werden. Uber künstliche Quellenspeisung aus Sammelbecken s. Zentralbl. d. Bauverwalt. 1912 S. 296.

¹

Die Einwirkungen der Strombauten auf die Wasserverhältnisse, Zentralbl. der Bauverw. 1886, S. 411.

²

S. u. A. Deutsche Bauzeitung, Jahrg. XXXVII Nr. 21, Z. d. V. d. Ing. 1906, Engin. 29. 11. 1907.

Führer durch die Sammelausstellung aus dem Gebiet des Wasserbaues auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Veranstalt, vom Kgl. Preuß. Min. d. öffentl. Arb.; s. auch Zeitscbr. f. Bauwesen 1910, S. 560. Über die architektonische Ausbildung der Sperrmauer s. Zentralbl. d. Bauverw. 1911, Nr. 53.

B) Technische Grundlagen.

I. Vorarbeiten und wasserwirtschaftliche Voruntersuchungen.

§ 8. Hydrometrische Arbeiten im allgemeinen. Wenn man an die Planung eines Talsperrenunternehmens herantritt, so gehört es zu den ersten und wichtigsten Aufgaben, sich Kenntnis von dem Wasserhaushalt in dem abzusperrenden Gebiet zu verschaffen. Es ist mitunter nicht ganz leicht, hierfür schnell zuverlässige Zahlenunterlagen zu erhalten. Entsprechend dem Entwicklungsgang, den das Wasserbauwesen in Deutschland genommen hat, beschäftigte sich die systematische praktische Erforschung dieser Verhältnisse seit etwa der Mitte des vorigen Jahrhunderts mit den Abflußverhältnissen in den unteren Stromgebieten, und hier interessierten zunächst die Zwecke der Schiffahrt und des Hochwasserschutzes. Es kam weniger auf die Kenntnis der Abflußmengen als die der Wasserstände und Wassertiefen an. Es ist darum über die Wasserstände der Flüsse in den Pegelablesungen und Aufzeichnungen ein Zahlenmaterial vorhanden, das zum Teil bis in den Anfang des vorigen Jahrhunderts zurückreicht und heute im gegebenen Fall für die nachträgliche Ermittlung der Abflußmengen eine wertvolle Unterlage bieten kann.

Etwa bis in die gleiche Zeit reicht die Beobachtung der Niederschläge zurück. Die planmäßige meteorologische Landesaufnahme begann in Preußen um das Jahr 1850. Bereits im Jahre 1856 gingen die ersten Anregungen zur Errichtung von Regenstationen, besonders von landwirtschaftlicher Seite aus. Ein dichtes Netz von rd. 2 600 Stationen überzieht gegenwärtig Norddeutschland. Ebenso sind in Bayern, Württemberg, Baden, Hessen, Elsaß-Lothringen usw. eine große Anzahl von Beobachtungsstellen vorhanden. Die Veröffentlichung Uber die Ergebnisse dieser Beobachtungen erfolgt für Preußen durch das Königl. Meteorologische Institut, dessen Entstehung wesentlich auf die Bemühungen Alexanders v. Humboldt zurückzuführen ist.

Der allgemeine hydrographische Dienst, der neben der Beobachtung der Niederschlagsverhältnisse auch die Erkundung der Wasserabflußmengen, den Aufbau des Gebirges, die Erforschung der geologischen Beschaffenheit der Untergrundverhältnisse, die Festlegung der Gefall Verhältnisse in den Bachbetten usw. zum Gegenstand hat, begann in Deutschland in vermehrtem Maße mit dem Augenblick, in dem der Talsperrenbau sich einen einflußreichen Platz im Rahmen der Wasserwirtschaft verschaffte und mit der zunehmenden Ausnutzung der Wasserkräfte.

Es sind jetzt etwa 30 Jahre her, daß eine lebhafte Bewegung unter den deutschen Ingenieuren einsetzte, um eine zweckmäßigere Wasserwirtschaft in unseren Gebirgstälern herbeizuführen, nachdem in den unteren Flußläufen für die Schiffahrt und die Hochwasserabführung durch Regulierungen und den Einbau von Korrektionswerken so ansehnliche Erfolge erzielt waren. Damit war die Notwendigkeit gegeben, sich eingehender mit der Erforschung der Wasserverhältnisse des Gebirges zu befassen. Hierüber war bis dahin nur ein ganz spärliches Material vorhanden, denn der bisherige Wasserwirtschaftsbetrieb in diesen Landgebieten war der denkbar extensivste gewesen. Solche Arbeiten erfordern einen großen Aufwand an Zeit und Geld. Die Beobachtungen erfolgten daher meist für den Zweck eines Einzelunternehmens. Von diesen ersten Untersuchungen sind hervorzuheben die Vorarbeiten für die Stauweiher in den Vogesen, vor allem aber die wasserwirtschaftlichen Untersuchungen des verstorbenen Geh. Regierungsrats Prof. Intze, der in unermüdlichem und erfolgreichem Vorgehen die Unterlagen für seine zahlreichen Talsperrenausführungen im Rheinland und Westfalen, in Schlesien und in Böhmen gewann. Aus diesen und anderen Einzelbeobachtungen

und Messungen ist inzwischen ein ansehnliches Material erwachsen, das unserer Kenntnis auf diesem Gebiet heute einen schon allgemeineren Umfang gegeben hat, wenn zwar noch Jahrzehnte vergehen werden, bis hier eine Übersicht gewonnen sein wird, wie sie notwendig ist, um Klarheit Uber die im Lande vorhandenen und nutzbaren Energien zu besitzen.

Hydrometrische Vorarbeiten erfordern ferner vollkommene Vertrautheit mit den Zwecken und Aufgaben des Gegenstandes. Der Einzelunternehmer verfolgt lediglich die Ziele des Einzelfalles. Ein planvolles Vorgehen kann nur ein einheitlich und groß organisierter hydrographischer Dienst gewährleisten. Man hat daher in den meisten Ländern erkannt, daß es Sache des Staates sein muß, diese Aufgabe in die Hand zu nehmen. Diese systematische Durchforschung der Wasserverhältnisse in den Gebirgen und ihren Vorländern ist ein kennzeichnender Zug der allerneusten Zeit.

Es ist naturgemäß, daß in jenen Ländern und Gegenden das Interesse dafür zuerst rege wurde, wo dieser Zweig der Wasserwirtschaft auf der Grundlage eines natürlichen Reichtums eine bedeutende Stellung im Rahmen des gesamten Wirtschaftslebens einzunehmen berufen war, wie z. B. in der Schweiz.

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Mit zu den ersten Arbeiten dieser Art gehören daher die Untersuchungen des schweizerischen hydrometrischen Büros, dessen Tätigkeit auf das ganze Gebiet der Schweiz 57 700 qkm mit allen Flußsystemen ausgedehnt wurde. In jedem Gebiet werden hier ermittelt:

1.    die Gebietsgrößen und deren Gestaltung,

2.    die Wasserbewegung der Flußläufe mittels Pegelstationen,

3.    die Gefällverhältnisse sowie deren Nutzkraft,

4.    die Wasserkraftverhältnisse mit Rücksicht auf Mittel- und Niedrigwasser.

Die Ergebnisse dieser Ermittelungen werden dann zu einer Wasserkraftstatistik und einem

Wasserkraftkataster verarbeitet.

Auch in Österreich-Ungarn ist seit dem 1. Januar 1907 ein hydrographisches Zentralbüro mit ähnlichen Aufgaben eingerichtet worden, ebenso in Schweden und in anderen Ländern¹).

In Deutschland hat Bayern und Baden begonnen, derartige Ermittelungen nach einem einheitlichen und systematischen Programm anzustellen. In Bayern wurde im Jahre 1899 ein stattliches hydrographisches Büro eingerichtet, das planmäßige Messungen in allen Flußgebieten ausführt. Aus den Vertretern der beteiligten bayrischen Ministerien ist neuerdings eine Kommission gebildet, die über den Umfang der vorhandenen und verwertbaren Wasserkräfte Klarheit schaffen soll. Dabei sollen zugleich allgemeine Entwürfe aufgestellt und vor allem auch die wirtschaftliche Seite und die Frage der staatlichen Ausnutzung der Wasserkräfte geprüft werden. Die Ergebnisse in Bayern sind neuerdings in einer sehr umfangreichen Denkschrift veröffentlicht worden²). Über die wasserwirtschaftlichen Verhältnisse Badens siehe Beiträge zur Hydrographie des Großherzogtums Baden. Das Zentralbüro für Meteorologie wurde in Baden bereits im Jahre 1883 eingerichtet. Für Preußen versieht den hydrographischen Dienst die im Jahre 1901 ins Leben gerufene »Landesanstalt für Gewässerkunde

Über die Pflege der Hydrographie in den Vereinigten Staaten von Nordamerika siehe Österr. Wochenschr. f. d. ö. Baud. 1907 S. 8.

§ 9. Ermittlung der Niederschläge und Abflußmengen, a) Niederschlagshöhen und -Mengen. Für die Voruntersuchungen von Talsperren wird es meist genügen, die Niederschlagsfeststellungen und Beobachtungen meteorologischer Institute oder auch andere verläßliche Aufzeichnungen zu benutzen. Es ist als ein günstiger Umstand bezeichnen, wenn innerhalb oder in der Nähe der in Betracht kommenden Einzugsgebiete unmittelbare Messungen stattgefunden haben. Man kann dann aus diesen oder den vorhandenen Regenkarten Schlüsse auf die Niederschläge im abzusperrenden Gebiet ziehen. Aber man muß dabei mit Vorsicht zu Werke gehen, und vor allem die Höhenverhältnisse und Lage der Beobachtungsstellen und der Niederschlagsgebiete in Vergleiche stellen. Die Reichlichkeit der Niederschläge wechselt im Gebirge sehr mit der Höhe der Berge und mit der Lage gegen die herrschenden Windrichtungen. Fecht¹) bemerkt hierzu:

zu

aus

Bei den Vogesen zeigt sich die bei allen mitteleuropäischen, von Süden nach Norden streichenden Gebirgsstöcken beobachtete Tatsache, daß die jährlichen Niederschläge auf den Ostabhängen kleiner sind, als auf den Westabhängen. Gleichwohl sind bei der bedeutenden Höhe der Vogesen, bei welchen die jährliche Regenmenge mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel wächst, die Niederschlagsmengen nicht beträchtlich kleiner, als z. B. am Westabhange des Schwarzwaldes. Es wirken hierbei, besonders für die oberelsässischen Zuflüsse, wesentlich ins Gewicht fallende Umstände mit. Dies sind namentlich die Kürze und Steilheit der Täler und die Art, wie sich der Gebirgsstock auf baut. Letzterer besteht vorzugsweise aus kristallinischen Massengesteinen: Granit, Granitit und Syenit, sowie aus Grauwacke und Schiefer. Die harten, witterungsbeständigen Felsarten sind hier trotz ihrer schiefrigen Beschaffenheit nur wenig von tiefer gehenden Spalten durchzogen und im allgemeinen für die Quellenbildung ungünstig. Hierzu kommt, daß der westliche, französische Abhang flach, der östliche, gegen die Rheinebene abfallende dagegen steil und größtenteils felsig ist. Hier ergießen sich deshalb die Niederschläge sehr rasch zu Tal und erzeugen schnell anlaufende, verhältnismäßig bedeutende Hochwasser von kurzer Dauer.

Für die Niederschlagshöhe kommt die absolute Höhe eines Ortes weniger in Betracht als die relative. Die Lage des Ortes in bezug auf die regenbringenden Winde ist von entscheidendem Einfluß. Ein interessantes Beispiel bietet in dieser Hinsicht das niederschlagsreiche bergische Land im Gebiet der Wupper (Rhein). Die Höhen dieses Bezirkes (bis 400 m ü. M.) bilden die erste große Bodenerhebung, an welche die von Westen kommenden, die Feuchtigkeit des Meeres mit sich führenden Winde anprallen, so daß bedeutende Regenmengen, bis über 1300 mm jährlich, niedergehen. Es wird interessieren, die Niederschlagsverhältnisse dieses Gebietes, das so reich an Talsperrenanlagen ist, kennen zu lernen, und es sind darum die Tab. 8 u. 9 hier wiedergegeben, die zugleich den Einfluß der Höhenlage eines Ortes über dem Meere auf die Menge der Niederschläge erkennen lassen. Eine Übersicht Uber die Verteilung der Niederschläge im Jahreslaufe s. Tab. 10.

Die Ergebnisse der Niederschlagsmessungen in den Jahren 1893 bis 1902 an 3000 Orten hat Hellmann in einer Regenkarte von Deutschland zusammengestellt²). Von den preußischen Provinzen sind Sonderkarten vorhanden. Diese Karten bieten eine gute Unterlage und Übersicht für vorläufige Ermittlungen über die mittleren Nieder-

!) Anlage von Stauweihern in den Vogesen, Berlin 1892. 2) Berlin 1906.

schlagshöhen in einzelnen Gebieten, die für die Planung einer Talsperre in Betracht kommen. Neuerdings gibt Hellmann neben den Regenkarten für die mittlere Jahreshöhe auch solche für die Monatsmittel heraus. Als erste Karte dieser Art ist die für Ostpreußen im Jahre 1911 bei Dietrich Reimer, Berlin, erschienen.

Tabelle 8. Jährliche Regenhöhen in der Rheinebene und im Bergischen Lande.

Meereshöhe N. N.

Jährliche

Regenhöhe

mm

Köln

67

596

Solingen . . . Remscheid . . Lennep . .

200

378

340

1000

1267

1238

23jähriges Mittel (Köln-Remscheid 30 km Luftlinie.)

6jähriges Mittel, löjähriger Durchschnitt.

20jähriges Mittel.

Tabelle 9. Niederschlagshöhen im Wuppergebiet mit Dhünn im Jahre 1895 in Millimetern¹).

Maßstelle

Höhe

über Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. N. N.

Jahr

1895

Gogarthen. . Hahnerberg . Lennep . . . Remscheid . Hartcopsbever Dhünn . . . Solingen . . Burscheid . . Hitdorf . . .

360 126 30 350 117 30 340 132 35 310 119 36 270 112 22 230 86 25 219 90 25 200 79 21 44 69 14

150

124

133

117

120

133

98

94

67

Tabelle 10. Verteilung

85

93

71

79

78

72

65

60

66

48

149

121

144

104

111

122

93

79

160

150

152

147

133

127

118

99

82

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CO    t-h    CU    o    o

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208

160

193

178

165

153

135

124

87

1351

1280

1324

1298

1155

1106

1058

Niederschläge auf die Jahreszeit.

Remscheid

Köln

mm

mm

Winter (Dezember, Jannar, Februar) .

Frühling (März, April, Mai)......

Sommer (Juni, Juli, August).....

Herbst (September, Oktober, November)

CC

CO

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130

133

191

142

1267,0

596

Die äußersten Grenzen, zwischen denen die mittlere Jahresmenge des Niederschlags in Deutschland schwankt, sind 2120 und 410 mm. Weiteres über jährliche Regenmengen s. Teil III. I. Bd. 4. Aufl. S. 18 dies. Handb.

Bei diesen Ermittlungen aus allgemeinen Regenkarten, Zusammenstellungen wird man aus den Aufzeichnungen der nächstgelegenen Regenmeßstellen das Mittel nehmen. Dabei hat man aber zu berücksichtigen, daß sich diese Angaben oft nur auf die mittleren Niederschlagshöhen beziehen, während man, um Leistungen einer Talsperre beurteilen zu

i) Nach Schmidt, Die Wupper.

usw.

die wirtschaftlichen

können, auch die trockenen Jahre mit

geringen Regenhöhen heranziehen muß. Für das Niederschlagsgebiet der Talsperre der Stadt Nordhausen mit einer mittleren Meereshöhe von 500 m konnte aus nahe gelegenen Meßstellen auf eine mittlere Niederschlagshöhe von 900 mm, und eine niedrigste Regenhöhe von 600 (genau 593) mm geschlossen werden, d. h. rd. 70 v. H. Diese Annahmen wurden durch die späteren Messungen bestätigt. Man kann für Schätzungen rechnen, daß die niedrigste Regenhöhe etwa 70—80 v. H. des mittleren Niederschlags beträgt.

Immerhin bieten diese Unterlagen nur einen allgemeinen Anhalt, um daraus die Niederschlagsmengen zu berechnen, indem man die Niederschlagshöhe mit der zugehörigen Flächengröße multipliziert. Man wird bald die Lücken gewahr, wenn man an die unmittelbare Planung eines Werkes herantritt, im besonderen auch insoweit, als meist genauere Anhaltspunkte für die Verteilung der Niederschläge auf die einzelnen Monate fehlen. Mit' Rücksicht auf die erwähnte starke Abhängigkeit der Niederschläge von Lage und Höhe der Gebiete, hat man für die Entwurfsbearbeitung oder sofern es sich sonst um ein tieferes Eindringeu in die Untersuchungen handelt, bald den Wunsch, verläßlichere, vor allem mehr ins einzelne gehende Zahlenwerte zu besitzen. Die Praxis hat dies erwiesen und für unsere größeren Talsperrenunternehmungen sind daher stets besondere Meßstellen eingerichtet worden.

Zu diesem Zwecke werden im Einzugsgebiet des Wasserlaufes entweder gewöhnliche Regenmesser aufgestellt, die in regelmäßigen Zwischenräumen, etwa täglich einmal, beobachtet werden, oder selbstzeichnende Regenmesser, die die Niederschläge nach Zeit und Menge aufschreiben. Bei größeren Beobachtungsgebieten empfiehlt es sich, mehrere Messer in verschiedener Meereshöhe aufzustellen. Bei den Beobachtungen des Meteorologischen Instituts entfällt im norddeutschen Flachland 1 Station auf 250 —350 qkm, in den Gebirgsgegenden kommt eine Regenstation auf 20—30 qkm. Bei der Verteilung und Auswahl der Stationen sind hauptsächlich topographische Gesichtspunkte maßgebend gewesen. Die Niederschlagshöhe wird um 7 Uhr morgens gemessen. Die Messungen beziehen sich auf die tägliche Niederschlagshöhe, Monats- und Jahressummen, größte Tagesmengen, große Niederschläge in kurzer Zeit, mittlere Niederschlagshöhen längerer Zeiträume, Wassergehalt der Schneedecke u. a. m.

Ein besonders ausgedehntes Netz solcher Regenstationen wurde im Gebiete der Rur und Urft geschalfen. Mehrere Jahre hindurch wurden die sorgfältigst durchgeführten Beobachtungen durch die meteorologische Station in Aachen gesammelt und bearbeitet und für die Zwecke der Errichtung der Urfttalsperre unterhalb Gemünd für ein Niederschlagsgebiet von 375 qkm verwertet.

In dem 306 qkm großen Niederschlagsgebiet des Queis oberhalb der Talsperre bei Marklissa (Abb. 17) waren bei Beginn der Messungen für den Bau des Schutzbeckens sechs gewöhnliche Regenmesser seitens des Königlichen Meteorologischen Instituts und zwar in Flinsberg, bei Böhrsdorf, Liebenthal, Greiffenberg, Vogelsdorf und Wiegandsthal aufgestellt. Hierzu wurden seitens der Bauleitung der Talsperre drei selbstzeichnende Regenmesser nach Hellmann an dem Isar-bzw. Kemnitzkamm bei Querbach, beim Forsthaus Kemnitzberg und bei Schwarzbach-Hermsdorf neu aufgestellt. Für jeden dieser neun Regenmesser ist der zugehörige Teil des Niederschlagsgebietes bestimmt worden. Hiernach und aus den bekannten Regenhöhen konnten die gesamten Niederschlagsmengen ohne weiteres berechnet werden.

Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 11 zusammengestellt, und zwar für den Zeitraum vom 1. Oktober 1901 bis 30. Sept. 1902 und für das Halbjahr vom 1. Oktober 1902 bis 31. März 1903.

Man ersieht aus der Tabelle, wie die Niederschlagshöhen mit der absoluten Höhe des Niederschlagsgebietes wachsen und von rund 900 mm für 340 m -f- N. N. bis 1620 mm für 900 m -f- N. N.

hinaufgehen. Die Angabe der stündlichen und sekundlichen Regenmengen ermöglichten die selbstzeichnenden Regenmesser, welche die Niederschläge nach Zeit und Menge aufzeichnen. Die Linien der drei im Quellgebiet des Queis aufgestellten selbstzeichnenden Regenmesser zeigten bei allen größeren Niederschlägen zeitlich nur sehr geringe Abweichungen, so daß auch für die übrigen sechs Regenmesser in dem verhältnismäßig kleinen Niederschlagsgebiet annähernd gleiche Zeitenfolge angenommen werden konnte. Es war daher ohne größere Ungenauigkeit angängig, die an den sechs Regenmessern des Meteorologischen Institutes täglich nur einmal gemessenen Regenmengen des gesamten Niederschlagsgebietes den Tagesstunden nach auf den selbstzeichnenden Regenmesser in Forst-

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Abb. 17. Verteilung der Regenmesser im Niederschlagsgebiet der Queistalsperre.

haus Kemnitzberg zu beziehen und in gleichem Verhältnis auf die betreffenden Regenstunden zu verteilen. Eine genauere Verteilung der Niederschlagsmengen, die aber für den vorliegenden Zweck entbehrlich war, kann man erzielen, wenn man zu jedem selbstzeichnenden Regenmesser nur die ihm zunächst gelegenen zwei einfachen Regenmesser hinzunimmt. Auf diese Weise kann man durch Aufstellung weniger selbstzeichnender Regenmesser unter Verwertung der in der Nähe vorhandenen oder neu aufzustellenden gewöhnlichen Regenmesser nicht nur genaue Messungen der täglichen, sondern auch der stündlichen und sekundlichen Regenmengen erzielen¹).

!) Bachmann, Wassermessungen und Niederschlagsbeobachtungen im Queis. Zeitschr. für Bauwesen

1903, S. 654.

Handbuch, der Ing.-Wissenseh. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Nr.

Regenmesser in:

Niederschlagsgebiet

in

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Fläche

qkm

Höhe des

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Mittlere

■il

Höhe der Niederschläge im Jahre

Gesamtniederschlag vom 1. Okt. 1901 bis 30. Sept. 1902

Höhe der Niederschläge v. 1. Okt. 02 b. 31. März 1903

Gesamtniederschlag vom 1. Okt. 1902 bis 31. März 1903

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Forsthaus Kemnitzberg bei Flinsberg

Flinsberg.....

Hermsdorf.....

Querbach.....

Wiegandstal ....

Liebenthal.....

Röhrsdorf.....

Greiffenberg .... Vogelsdorf ....

31,36

21,12

12.39 39,49 30,33 60,59 39,09

47.40 24,56

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50 931 776 30144 576 17 388126 44 710 578 31 561 398 56 621 355 35 915 892 40 517 520 22 040 144

461

401

355

298

259

302

278

257

230

14 456 960 8 467 008

4    392 255

11    771 969 7 852 437

18 304 239 10870 929

12    191 280

5    648 800

306,33 Niederschlagsmenge Summe

329 831 365

93 955 877

Durchschnittliche Niederschlagshöhe......

Gesamtabflußmenge v. 1. Okt. 01 bis 30. Sept. 02 .

„ 1. „ 02 „ 31. März 03 .

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CO

239 951 808

87 510 968

Durchschnittliche Abflußhöhe

783

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Verlusthöhe

294

CO <LO O O

Auf die Einzelheiten des Messverfahrens soll hier nicht näher eingegangen werden. Ausführliche Mitteilungen darüber befinden sich in den oben erwähnten Mitteilungen des

Preuß. Met. Institutes und im Handb. d. Ingenieurwissenschaften III. Teil, I. Band, 4. Aufl.¹).

Die Aufzeichnung der Meßergebnisse kann, wie angegeben, in tabellarischer Form erfolgen (s. Tabelle S. 64 u. 66) oder in anschaulicher Weise durch Herstellung von Regenkarten mit Linien gleicher Niederschlagshöhe.

Bei den Beobachtungen in den Quellengebieten der Wasserläufe, besonders in gebirgigen Gegenden, ist es noch von besonderem Interesse, die Verteilung d er Nie de r-

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Abb. 18 a. Regenkarte des Jahres 1901 für das Gebiet der Urfttalsperre.

1) S. auch Hell mann, die Niederschläge in den Norddeutschen Stromgebieten.

schlage auf die einzelnen Tage und auf die einzelnen Teile der Quellgebiete für die Zeit kennen zu lernen, während welcher eine Hochflut entsteht und verläuft. Solche ßegenkarten sowohl für die Jahre, wie für einzelne Monate und Tage wurden u. a. bei den Vorarbeiten für die Urfttalsperre angefertigt, s. Abb. 18a u. b.

Für das Gebiet des Bober und Queis sind bei der Voruntersuchung der schlesischen Hochwasserverhältnisse derartige Regenkarten für die kritischen Tage von Ende Juli 1897, welche die außerordentliche Hochflut veranlaßten, hergestellt worden, s. Tab. 12 und Abb. 19 9.

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Ein außergewöhnlicher Regentag im Harz am 7. Juni 1905 ist in der Tab. 13 veranschaulicht. Dieseletzteregibt zugleich das Verhältnis des Tagesniederschlags zur mittleren Jahres niederschlagshöhe nach lOjährigem Durchschnitt wieder.

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Abb. 18 b. Regenkarte des Monats März 1901 für das Gebiet der Urfttalsperre.

b) Abflußmengen.

studierte.

Allgemeines. Es ist eine auffallende Erscheinung, daß unsere Kenntnis von den Wasserabflußmengen verhältnismäßig gering ist, obwohl die Erforschung der meteorologischen Verhältnisse sich eine geraume Spanne durch Jahrzehnte rückwärts verfolgen läßt. »Wir müssen uns wundern«, bemerkt Intze⁴), »daß man für diese idealen Zwecke der Beobachtungen auf den meteorologischen Stationen in den meisten Ländern so außerordentliche Aufwendungen schon seit einem Jahrhundert gemacht hat, daß man aber das Ergebnis dieser Niederschläge, das sind die Abflußmengen, verhältnißmäßig wenig Die Erklärung ist in der Entwicklung unseres Wirtschaftslebens zu suchen. Ehe die gesteigerte Intensität der Wasserwirtschaft, wie sie sich in den letzten Jahrzehnten überall angebahnt hat, Platz griff, hatte man wenig Interesse daran, zu wissen, wieviel Wasser in den Gebirgsbächen zum Abfluß gelangte.

zu

vor

Die reine Wissenschaft darf sich damit begnügen, die atmosphärischen Vorgänge erforschen, aber der ausübende Ingenieur als Vertreter der angewandten Wissenschaften hat, sobald er an die Planung eines Talsperrenunternehmens herantritt, allem den Wunsch, die Abfluß men gen zu kennen, weil sie es sind, die eine wirtschaftliche Leistung ergeben sollen. Darum gehört mit zu den ersten und wichtigsten Auf

2) Über die Anlage von

Datum

1897

Flächeninhalt und Regenmenge des Niederschlagsgebietes

Flinsberg Greiffenberg Wiegandstal Liebental Beerberg 68,94 qkm 106,23 qkm 46,01 qkm 60,69 qkm 24,56 qkm

Gesamt- Zeitdauer Regen- des Regenmenge falles

Mittlere

sekundliche

Regenmenge

mm

chm

mm

chm

mm

chm

mm

chm

mm

chm

chm

Stunden

chm/(ihm

27. Juli

28. Juli

29. Juli

30. Juli

31. Juli

1. Aug.

2. Aug.

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7 Uhr Morg.

40,6 2 799114 28,1 2985063 32,6 1499926 34,1 2069629 22,8 559968 9 913600 Ms 7 Uhr M. 114,7

= 24 Std.

7 Uhr Morg.

31,0 2137140 19,4 2060860 23,25 1 069733 15,06 913991 26,5 650840 6832564 his 7 Uhr Um. 158,1

=12 Std.

7 Uhr Um.

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7 Uhr Morg. his 7 Uhr M. 29,8

= 24 Std.

7 Uhr Morg.

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127,0 8755380 79,0

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6,4

8392170 95,25 4382453 61,74 3747006108,3 2659848 27936857

679872

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372681

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418761

3,1

75636

2512110

151038085

Tabelle 13. Außergewöhnlicher Regenfall im Harz am 7. Juni 1905¹).

Laufende Nr.

Regenmesser

station

Höhe über N. N.

Am 7. Juni 1905

gemessene Regen-Nieder- dauer schlagshöhe

Mittlere Jahresniederschlagshöhe im zehnjährigen C : e Durchschnitt

Gesamte Jahresniederschlags- g : e höhe 1905

Am 7. Juni beobachtete mittlere | größte Niederschlagshöhe für 1 Stunde

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Std.

mm

mm

mm

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im 4jährigen Durchschnitt

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2 Jagdschloß Toten-rode

Blankenburg

Rübeland

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Wernigerode (neue Station)

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i) Nach Mitteilungen der Gesellschaft zur Förderung der

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Regenhölien im Gebiete des Bober am SO. Juli 1897.

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62    Agnetendorf

112    Gieradorf. . .

116    Wannbrunn.

Prinz Heinrich-Baude .. 225    Seifershau. .

Kirche Wang........ 220    Alt-Kemnitz.........109

239    Ludwigsdorf b. LAhn . . 145

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Höhen in mm legęnliJhen im Gebiete des Queiss, gemessen am 30. Juli 1897. Flinsberg .

Wigandsthal Liebenthal Greifenberg Beerberg .

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Abb. 19. Kegenkarte für den 30. Juli 1897. Ungef. Maßstab 1 : 600 000.

gaben bei den Vorarbeiten zu einer Sammelbeckenanlage die Ermittlung der Wasserabflußmengen in dem abzusperrenden Tal. Es muß schon vorweg der durch die Erfahrung erwiesene Satz ausgesprochen werden, daß die Beschaffung genauer Unterlagen nicht aus gelegentlichen, selbst nicht aus täglich wiederholten Feststellungen erfolgen kann, sondern nur durch ununterbrochene Aufzeichnungen, wie sie selbstzeichnende Geräte liefern. Denn der Wechsel in der Wasserführung der Gebirgswässer ist schroff, und es können aus Einzelmessungen leicht Trugschlüsse gezogen werden. Dabei wird man allerdings einen Unterschied machen müssen zwischen den besonderen Vorarbeiten und überschläglichen Voruntersuchungen. Für letztere genügen annähernde Ermittlungen.

Man muß unterscheiden zwischen

1)    Messung der Wasserabfluß mengen,

2)    Berechnung der Wasserabflußmengen.

Jene ersteren liefern die genaueren Ergebnisse, sind aber zeitraubend und müssen sich über eine Beihe von Jahren, wenigstens etwa zehn, ausdehnen, wenn sie ausreichende Gültigkeit für die Beurteilung des Wasserhaushaltes in einem abgegrenzten Gebiete haben sollen. Die annähernden Verfahren der rechnerischen Ableitung geschehen auf der Grundlage von Beziehungen zwischen Niederschlag und Abfluß nach bestimmten Gesetzen.

Messung der Abflußmengen.

Die Messung der Abflußmengen muß möglichst in der Nähe jener Stelle des Wasserlaufes vorgenommen werden, an der die Talsperre errichtet werden soll.

In den Gebirgsbächen mit ihren unregelmäßigen Gefall- und Breitenverhältnissen hat sich das Verfahren, die Abflußmengen an einem Überfall zu messen, praktisch als das beste erwiesen und ist bei den Talsperrenvorarbeiten fast stets angewandt worden, eben auch mit Rücksicht darauf, daß sich hier unschwer eine ununterbrochene Messung erzielen läßt. Für diesen Zweck wird in den Wasserlauf ein Wehr eingebaut, gewöhnlich, weil nur vorübergehende Zwecke verfolgt werden, in Holz, etwa nach der Art, wie Abb. 20⁵) erkennen läßt, hergestellt.

Der Fachbaum dieses Wehres wird durch eine scharfe Kante — etwa ein senkrecht gestelltes Flacheisen — genau wagerecht abgeglichen. Neben dem Wehre wird ein kleines Becken angelegt, das mit dem Oberwasser des Baches in Verbindung steht. Hier findet in einem Holzhäuschen ein meist durch ein Gewicht getriebenes Uhrwerk Platz. Dieses Uhrwerk bewegt eine senkrecht stehende Trommel; es geht in der Regel eine Woche lang, bevor es neu aufgezogen werden muß, und in der gleichen Zeit dreht sich die Trommel einmal um ihre Achse. Auf diese Trommel wird ein Papierbogen gespannt, dessen wagerechte Teilung die sieben Tage der Woche angibt, während die senkrechte Seite in mm eingeteilt ist. Außer diesem Apparat befindet sich in dem Holzgehäuse ein Schwimmer, bestehend aus einer Blechkapsel, die im Wasser des vorerwähnten Beckens schwimmt, und aus einer lotrechten Stange, in der senkrecht dazu ein Bleistift angebracht ist. Dieser Schwimmer, der zwischen vier Rollen geführt wird, geht mit dem wechselnden Wasserstande des Baches auf und nieder und zeichnet auf dem Papier der Trommel die Schwankungen in natürlichem Maßstabe auf. Die Höhenlage der Trommel ist so eingerichtet, daß der Nullpunkt des Maßes auf der Trommel mit der scharfen Kante des Wehres in Beziehung steht. Durch unmittelbare Messung

Drehungen der Trommel: 120 mm in einem Tage.

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Abb. 20. Selbstzeichnende Meßvorrichtung zur Bestimmung der Wasserabflußmengen in einem Wehrüberlauf. Ungef. Maßstab 1 : 50.

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der Dicke des Wasserstrahles Uber dem Wehr kann man das richtige Gehen des Bleistiftzeigers verfolgen. Die Länge der Schwimmerstange wie auch der Gang des Uhrwerks bedarf wegen der Wärmeschwankungen und sonstiger Witterungseinflüsse einer steten Aufsicht und gegebenenfalls der Berichtigung. Starke Wellenbewegungen sind vom Schwimmer fernzuhalten. Deswegen wird das Pegelhäuschen gegen den offenen Bachlauf durch eine mit Löchern versehene Bohlwand abgeschlossen. Bei der täglich stattfindenden Revision der Meßanlage werden die Temperaturen aufgezeichnet, wenn hierfür nicht auch ein selbstschreibendes Instrument angebracht wird. Die Seitenwände des Wehres werden zweckmäßig gleichlaufend hergestellt.

Über solch ein Wehr geht die gesamte Abflußmenge des Baches mit Ausnahme des Grundwassers, das sich der Messung entzieht. Um seitliche Umströmungen zu vermeiden, empfiehlt sich ein dichter Abschluß an den beiden Uferseiteu, der durch Tonpackungen und Spundwände erzielt werden kann. Nach der jeweiligen Überlauf höhe berechnet sich dann die sekundliche Abflußmenge Q nach der Formel

CO CO

O tdw

worin:

b die Breite des Wehres, bei kleineren Bächen 4 bis 5 m, h₀ die Überflutungshöhe (Strahldicke), g = 9,81 ist.

p₀ ist der Abflußbeiwert. Berücksichtigt man die Geschwindigkeit w, mit der das Wasser am Überfall ankommt, so ist mit ausreichender Genauigkeit

bV2g(h₀ + ^)

Jedoch empfiehlt es sich mehr, diesem Einfluß in der Wahl von p₀ Rechnung zu tragen. Vorbedingung für ein genaues Ergebnis der Messungen ist eine zutreffende Größe des Überfallbeiwertes u₀, worüber sich im § 10 des II. Kap. eingehende Angaben finden.

WehrüberlauF

Man kann für gewöhnliche Messungen den Wert p₀ zu etwa 0,63 annehmen.

Dabei wird man auch beachten müssen, daß in der Entfernung von einigen Metern oberhalb des Wehres eine größere Wasserstandshöhe vorhanden ist und nach der scharfen Überlaufkante eine leichte Absenkung stattfindet (Abb. 21).

Abb. 21.

Absenkung des Wasserstandes oberhalb eines Überfallwehres.

Für die Berechnung maßgebend ist ho.

Bei der weitgreifenden Bedeutung, die eine richtige Ermittlung der Abflußmengen für die Projektierung von Talsperren und Wasserkraftanlagen hat, empfiehlt es sich, wo angängig, hei umfangreichen Messungen den Wert von p₀ im Einzelfalle zu bestimmen. Dies kann geschehen, indem man gleichzeitig mit den Wehrmessungen in einer regelmäßig gestalteten Flußstrecke in der Nähe des Wehres Geschwindigkeitsmessungen mittels eines hydrometrischen Flügels ausführt. Hat man nach letzterem Verfahren bei Beharrungszuständen die Abflußmenge Q bestimmt und im selben Zeitpunkt die Strahldicke am Wehrpegel

2b • h₀ -V2gh₀

abgelesen, so hat man für die Berechnung des Abflußkoeffizienten den Ausdruck ■ Es wird nötig sein, diese Vergleichsmessungen bei verschiedenen

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Wasserständen zu wiederholen, und man wird daraus sicherlich eine weitere Gewähr tür die Richtigkeit der Ergebnisse folgern dürfen.

Für die Abflußmengenberechnungen genügt es im allgemeinen, die mittlere Überflutungshöhe (Strahldicke) h₀ während einer Stunde in die Rechnung einzuführen und danach die stündliche Abflußmenge zu bestimmen aus:

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• b ■ h²₀ V2g ■ 3600.

Zur Vereinfachung der Aufrechnungen leistet hier eine Wassermengenlinie gute Dienste (Abb. 22). Die Ergebnisse werden dann zeichnerisch übersichtlich zusammengestellt (Abb. 23 u. 24) oder tabellarisch, wofür Tabelle 16 und 17 einen Anhalt bieten.

Der Grundwasser-    -

Strom in dem abzusperrenden Tal ist bei den Messungen im rheinisch west- “ fälischen Schiefergebirge

Strohldicke am Meßwchrt in cm

lässigt worden, da die Ablagerung über dem Felsen mit den Lehm-und Letteschichten hier sehr dicht und wenig wasseraufnahmefähig ist. Wo der Untergrund aus kiesigem Boden besteht, kann sehr wohl ein bemerkbarer Grundwasser-

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'Wassermervgenkurve für den selbstzeichnenden Pegel

ander Talsperre bei Marklissa. Sekundliche Abflußmengen in cbrru

,    _    .    Abb. 22. Die den einzelnen Pegelständen bzw. Strahldicken am Meßwehr entsprechenden

Strom Vorhanden sein, der Wasserabflußmengen sind durch Flügelmessungen bestimmt und darnach die Wassermengen-

in der Rechnung berück-    kurve gezeichnet

sichtigt werden sollte. Dieser Strom wird durch den Einbau des Sperrwerkes abgeschnitten und kommt dem Wasserhaushalte der Talsperre auf alle Fälle zu Gute.

Wo an größeren Flüssen der Einbau eines Wehres nicht angängig ist und Schwimmermessungen nicht genau genug erscheinen, da wird man auf Geschwindigkeitsmessungen des fließenden Wassers mittels Flügel und elektrischem Zählapparat angewiesen sein. In kleineren Flüssen genügt es, die Abflußgeschwindigkeit in der Strommitte und an den beiden Ufern und zwar in den oberen Wasserschichten und nahe der Sohle zu messen und daraus das Mittel zu nehmen. Bei größeren Flußläufen teilt man den Querschnitt nach der Senkrechten in Felder von etwa 5 m Breite und nach der Wagrechten in Abschnitte von 0,5 m Höhe, mißt in jedem Feld f die Geschwindigkeit v und erhält Q = 2f-v. Eingehende Darstellung des Meßverfahrens Handb. d. Ing.-Wiss. III. Teil, I. Bd., IV. Aufl. S. 411, auf die verwiesen werden möge.

Zur Messung der Wassergeschwindigkeiten in kleinen Gewässern mit Tiefen von weniger als 20 bis 30 cm sind die Flügel üblicher Bauart meist nicht brauchbar, ebenso auch zu Messungen hart an der Flußsohle oder Uferwandung. Für solche Fälle haben

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* sich kleine mit einem Schutz-ring ausgestattete Flügel, ^ wie sie bei den Messungen l' des schweizerischen hydroli metrischen Bureaus in Gebirgsbächen angewandt wurden, bewährt. Die Gesamthöhe der Flügel beträgt 60 bis 76 mm, der Schaufelraddurchmesser 42 bzw. 55 mml).

Zur Beurteilung der erreichbaren Genauigkeit dieser Ermittlungen mögen folgende Mitteilungen gemacht werden. Bei den hydrographischenMessungen in Ungarn zeigte sich in einer großen Anzahl von Fällen — bei Benutzung hydrometrischer Flügel —, daß die Abweichungen der Ergebnisse bei steigendem oder fallendem Wasser von j enen der Beharrungswasserstände etwa 5 v. H. betrugen. Diese Abweichung wird nicht lediglich der Ungenauigkeit der Meßgeräte zugeschrieben, sondern kann auch durch diebeiverschiedenenWasser-ständen verschiedenartig zur Wirkung kommenden Gefäll-verhältnisse verursacht werden. An den Vereinigungs-Stellen von 2 Wasserläufen schwankten die Messungsergebnisse im ungeteilten und im geteilten Flußlauf um etwa 4 v. H. Beim Wasserzufluß zu Behältern mit bekanntem Inhalt (Staubecken, Schleuse] waren die zu den Behältern zugeflossenen und

t*.

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i) Schweiz. Bauztg. 6. 10. 1906. Zeitschr. d. österr. Ing. u. Arch. Yer. 1907, S. 512.

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25

02

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Auflttsb ^ Srp/mtbrr Oktober 5 November ^ Drrmttor ^

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10

Maßstab für die Abflußmengen.

November | December

Julb

Juni

Mai

April/

Darstellung der Regenhöhen.

März

Februar

Januar

December

Darstellung der Abflußmengen.

Seplember y OMaber

Abb. 24. Regenhöhen und Abflußmengen im Gebiet der Talsperre der Stadt Nordhausen a/Harz für das Jahr 1903/04.

Auffust

Juli,

Juni

Mai

I r.udv

Mürz

Februar

Januar

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* November

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Okbtber

25

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Ok/ober November § December g

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20

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im Flusse oberhalb gemessenen Wassermengen um 1,3 bis 14 y. H. verschieden. Der letztere starke Prozentsatz wurde an Gebirgsbächen mit großer Geschiebeführung fest-gestellt¹).

fr

^    §5 ^

Sc?

11,5 9,3 8,0

des Pegels.

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W.Sn. + 83.58 bd Aufnahme

q / z 3 5 5 6 7 8 9 10111Z13 U15161718 iï 20Z1MZZZWM

Abb. 25a. Querschnitt durch die Wupper hei Burg.

SL

11.

17.

16.

1L

1L

11.

10.

9.

8.

7.

6.

5.

3.

2.

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SS

ml

Ablesungen amPegdm m 0 10 20 30 W 50 60 70 80 90 100 110 120 130 HO 150 m

Abb. 25 b. Durchflußflächenlinie des Wupperquerschnittes bei Burg.

Für überschlägliche Ermittlungen können Schwimmermessungen genügen. Mittels einfacher Kugelschwimmer wird die Wassergeschwindigkeit der Oberfläche in einer am Ufer ausgemessenen Flußstrecke ermittelt, aus der durch Multiplizieren mit

t) Österr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baud. 1906, S. 617.

Tabelle 14. Mittlere Geschwindigkeiten im Durchflußquerschnitt bei verschiedener Beschaffenheit des Flußbettes (nach Bazin).

Geschwindigkeit im Stromstrich = vo.

„ Mittel

= v.

Hydraul. Radius

U

Glatter Putz und

H*

"co

Oi

00

t-t

gehobeltes Holz Hausteine, ungehobelte Bretter, unverputzter

Beton.....

Bruchsteinmauerwerk .....

Erde......

Gerolle und Geschiebe . . . .

X

Ol

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00 OO GO Ci    O t\0    rf*-

63071.

etwa 0,8 die mittlere Geschwindigkeit gefunden wird, s. Tab. 14, die hierfür genauere Beziehungen gibt. Diese Messungen müssen hei verschiedenen Wasserständen wiederholt werden. Nach Aufmessung des Querschnittes innerhalb der Meßstrecke kann man sich die Abflußmengen (Fv) berechnen und hiernach eine Abflußmengenlinie aufzeichnen. Wenn man diese Linie in Beziehung setzt zum Nullpunkt eines Pegels, der am Meßquerschnitt für diesen Zweck errichtet ist, so ist man in der Lage, aus täglich mehrmals, im Bedarfsfall stündlich wiederholten Pegelablesungen den Abfluß des Flusses unmittelbar zu entnehmen. Dieses Verfahren liefert im ganzen befriedigende Ergebnisse und der Verfasser wandte es bei Wassermengenmessungen in der Wupper an. Es wurde zu diesem Zwecke eine regelmäßig gestaltete Flußstrecke von etwa 50 m Länge ausgesucht. In der Mitte der Strecke wurde ein Querschnitt aufge-messen (Abb. 25a) und dessen Fläche bei verschiedenen Wasserständen in Beziehung gesetzt zu einem am Ufer aufgestellten Pegel.

Daraus ergab sich die in Abb. 25b dargestellte Durchflußflächenlinie. Die der Berechnung zugrunde gelegte Wassergeschwindigkeit wurde durch wiederholte Messungen mittels Schwimmer (Flasche) in der Flußmitte (Stromstrich) bei den mannigfachsten Wasserständen bestimmt und die ermittelten Abflußmengen auf 0,8 verringert. Die darnach berechnete Wassermengenlinie s. Abb. 25c.

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JL

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_ oLm.__________________

PegeLstand m.    W/ß¹*POW

Abb. 25c. Wassermengenlinie für die Wupper bei Burg.

Meßstelle

Größe des Niederschlagsgebietes in Quadratkilometern

Tabelle 15. Messungsergebnisse von

Mittlere Höhe des Gebirges üb. d. Meer in Metern

Mittlere Niederschlagshöhe jährlich in Millimetern

Mittlere Abfluß-menge jährlich in Mill. cbm

Mittlerer Abfluß in Hundertsteln der Niederschlagsmenge

Winter (Oktober bis März)

Sommer (April bis September)

im

Jahre

Niederschlagshöhen und Wasserabflußmengen.

Sommerabfluß in Hundertsteln des Jahresabflusses

Gesamtjahresabflußmenge vom Quadratkilometer in Mill. cbm

Sekundl. Abfluß vom Quadratkilometer

ira Durchschnitt

geringster

größte

geringste

größter | geringster

mittlerer

Bemerkungen

s/1

Eschbachtal bei Remscheid (Wuppergebiet).....

4,5

300

1267

3,6

90,3

41,1

67,4

20,0

5,0    0,970

0,607

650    0,2

25

ll.Oi) |

95,0    45,0    70,0

(Mittel 1889 bis 1904)

Meßzeit 1888—96.

Das Niederschlagsgebiet besteht aus geröllhaltigem Lehm auf Tonschieferfels, zum Teil bewaldet.

Sengbachtal bei Solingen (Wuppergebiet)....

11,8

200

1000

8,45

96,0

46,0

71,0

34,0    19,0    0,862

0,630

232    2,0

(Monatl.

Mittel)

23 Meßzeit 1898—1903.

Die kleinste jährliche Abflußmenge ist etwa 83 v. H. der mittleren Jahres-abflußmenge. — Niederschlagsgebiet beschaffen wie vor. — Der größte sekundliche Abfluß im Wuppergebiet ist zu 1 bis 1,2 cbm gemessen worden. Das Mittel beträgt 251, der Mindestabfluß 11/s/qkm (oberhalb Barmen bei etwa 210 qkm N.-G.)

Ahlfelder (Vogesen)

5,2

850

2610

11,14

90,0

(Oktober bis Mai)

50-60

(4 Sommermonate)

80,0

22,0

14,0    2,18

2,11

1400

27

68

(Mittl. niedrigster Sommerabfluß Juni bis September)

Meßzeit 1889—91. Festgelagertes, felsiges Niederschlagsgebiet.

Langetal bei Nordhausen (Harz) ........

5,7

500

600

1,89

75,0

34,0

56,0

28,0

13,0

(Mai bis Oktober 1904)

0,33

162

15

N.-G.: undurchlässiger Lehm auf Fels, stark bewaldet. — Ergebnis des sehr trocknen Jahres 1904.

Tal der Urft (Eifel). . .

375,0

300-400

890

172,0

72,0

30,0

51,0

26,0    25,0    0,52    0,4

500

1,92)

Tal des Queis (Schlesien) . .

303,0

300—900

um 1100

229,0

Die durchschnittl. Abflußhöhe in den Jahren 1901 bis 1903 war 783 mm.

51,0

0,88    0,63

2600

O Öi <1 rfk

12-16 Meßzeit 1901-02.

Mittlere Jahresabflußmenge in längeren Jahren 180 Mill. cbm.

Meßzeit 1901—03.

Bei dem H.-W. Juli 1897 betrug der Abfluß 96,4 v. H. der Niederschlagsmenge. — Steiler Abfall des Niederschlagsgebietes.

24

Tal der Görlitzer Neiße (Böhmen)......

103,0

400-700

900—1800

65,1

0,63

500    10,93)

20

2,0*)

Meßzeit 1902—03.

Steil abfallende Hänge, besonders in den Seitentälern.

Harzdorfer Bach (Böhmen) .

15,9

400-800

900—1800    8,1

0,51

1260

to Ö< bi ©

if* CO

16,4 Meßzeit 1902—03.

Tal der Oster (Ruhrgebiet) .

13,1

360

10,5

O i-¹

co bi •Jfc -3S

25,5 Meßzeit 1899—1900.

*) Im Durchschnitt der 6 Monate Mai bis Oktober 1904.

²) Monatsmittel. Der geringste Tages-

abfluß ist etwa 1 l/sek./qkm.

3) Monatsmittel.

*) Tagesmittel.

Dieses Verfahren läßt sich überdies vorteilhaft anwenden, um aus vorhandenen Pegelablesungen früherer Zeit die Abflußmengen nachträglich zu berechnen. Es wird damit Gelegenheit geboten, die an unseren großen Flußläufen seit vielen Jahren geführten Pegellisten nutzbringend zu verwerten. Voraussetzung dabei ist allerdings, daß sich die Höhenlage des Pegels und die Strombettverhältnisse nicht geändert haben. Wenn man nach oben angegebenen Verfahren die Abflußmengenlinie auf diesen Pegel bezieht, so wird man mit Hilfe der alten Aufzeichnungen die Abflußmengen unmittelbar entnehmen können. Da diese Pegelablesungen meist täglich, zu gewissen Zeiten mit bemerkenswerten Wasserständen mehrmals am Tage gemacht werden, so gelangt man zu ziemlich verläßlichen Unterlagen. Es sei bemerkt, daß man von diesem vom Verfasser im Zentralblatt der Bauverwaltung 1900, S. 260, mitgeteilten Verfahren bei Vorarbeiten zu Talsperren bereits mehrfach Gebrauch gemacht hat.

Für die Möhnetalsperre lagen bei dem Entwurf Messungen des Wasserabflusses nicht vor. Aus drei Regenmeßstationen im Niederschlagsgebiet hatte sich für die zehn Jahre 1896—1905 eine mittlere Regenmenge von 898 , 950 und 995 mm ergeben; das Mittel dieser drei Beobachtungen ist 948 mm. Der Abfluß vom 1. Juni 1906 bis 31. Mai 1907 wurde nach Beobachtung eines Pegels, und aus einer berechneten Wassermengenlinie zu 240,7 Mill. cbm bei 416 qkm Niederschlagsgebiet ermittelt. Das Jahr vom 1. Juni 1907 bis 31. Mai 1908 ergab 243,0 Mill. cbm. Der Stauspiegel des gefüllten Beckens liegt auf etwa 213 N. N. Schätzungsweise wurde dem Entwurf ein Abfluß von 245 Mill. cbm zugrunde gelegt.

Über die Vorermittlungen des Wasserabflusses für die Listertalsperre s. § 14.

Einen allgemeinen Überblick Uber die durch Messung gewonnenen Abflußverhältnisse bei einer Reihe neuerer deutscher Talsperrenanlagen gibt die Tabelle 15, die vom Verfasser aus den Ergebnissen unmittelbarer Messungen zusammengestellt ist, während die Tabellen 16, 17, 18, 19 u. 20 den Wasserhaushalt von 3 Talsperrenanlagen (Solingen, Nordhausen und Urfttalsperre) und im Eckertale (Harz) im einzelnen und nach dem Aufbau im Jahreslauf erkennen lassen.

Tabelle 16. Messungen der Regenhöhen und Abflußmengen im Sengbachtale (Wuppergebiet) während der Jahre 1898 bis 1903 (bis zur Inbetriebnahme der Talsperre).

Größe des Niederschlagsgebietes: 11,8 qkm.

Jahr und Monat

Regen

höhe

Nieder

schlags

menge

Abfluß

menge

Jahr und Monat

Regen

höhe

mm

cbm

cbm

mm

Nieder

schlags

menge

cbm

Abfluß

menge

cbm

1898

1899

Januar . Februar März . .

April

Mai

Juni.......

Juli.......

August......

September . . . .

Oktober.....

November . . . . Dezember.....

—    —    558    056

100,4    1184 720    2 193 781

67,9    801220    1660955

57.4    677 320    562 005

151,9    1 787 538    1264 064

63.4    748120    278 815

132,0    1457 660    307    079

77.4    916120    340089

24,1    656 080    87 677

65.8    777 476    113 572

32.8    387 040    118 812

114,0 : 1310180 1106 245

Januar . Februar März . . April. . Mai . . Juni . . Juli . . August. Septembei Oktober November Dezember

132,4

38,0

67,3

164,5

107,1

65,0

109,9

19,7

143,5

39,7

48,7

64,6

Zusammen

8 591150

Zusammen 1000,4    11 708122 | 7 432 315

1900

1901

Jahr und Monat

Regen

höhe

mm

Nieder

schlags

menge

cbm

Abfluß-menge

cbm

Jahr und Monat

Regen

höhe

mm

Nieder

schlags

menge

cbm

Abfluß

menge

cbm

Januar . Februar März . .

165,5

71,0

20,2

April

54,2

Mai

62,2

Juni.....

Juli.....

August. . . . September . . Oktober . . . November . . Dezember. . .

99,8

117.8

112.8

23,3

80,5

54,6

119,2

1 953 754 814 920 237 180 638 420 723 960 1 182 640 1 383 040 1 329 340 276 940 949 840 644 300 1 413 420

2 174 891 1086 589 396 468 383 644 April 295 394    Mai

104 996    Juni

632 563    Juli

Januar . . . Februar . . März . . . .

58,2

49,0

104,3

90,8

29,5

47,3

21,5

351 666    August ....

128 326    September . .

201804    Oktober . . .

586 559 1 172 763

November . . Dezember. . .

102.5 111,3

125.5

144.5 127,2

1 480 900    748133

1 702 886 1 476 456 1 497 020 1 331 944

Zusammen

981,1    11 547 754

7 515 663

Zusammen 1011,6    12 049 744 8 336 360

¹

Näheres über das schweizerische hydrographische Büro s. österr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baud., 1906, S. 598 und Ep per, die Entwicklung der Hydrometrie in der Schweiz; über den österr. Wasserdienst in ders. Zeitschr. 1907, Heft I, ferner: die hydrographische Forschung und ihre Nutzanwendung in Österreich, 1911, über den schwedischen wasserwirtschaftlichen Dienst s. Die Wasserkräfte Schwedens und deren Ausnutzung, Zeitschr. für Bauwesen 1911, S. 575, s. auch d. Verf. Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte, Leipzig, 2. Aufl., 1908, S. 11.

²

²) Die Wasserkräfte Bayerns. Im Aufträge des k. Staatsministeriums des Innern bearbeitet von der k. obersten Baubehörde. München 1907. S. auch Journ. f. Gasbel. und Wasserversorg. 1908, S. 1140.

³

Intze, Wasserverhältnisse der Gebirgsflüsse Schlesiens.

⁴

Talsperren im Quellgebiet der Görlitzer Neiße, Yortrag 1901.

⁵

Nach Intze, Bessere Ausnutzung der Gewässer und Wasserkräfte.

1903

1902

Januar . Febrnar März . .

78,8

44,8

79,5

April

52,8

Mai

Juni.....

Juli.....

August . . . . September . . Oktober . . . November . . Dezember. . .

112,2

131,8

79,1

95,1

36,6

107,6

32,4

113,0

929 610 528 640 954 960 633 960 1347 360 1 581 600 949 680 1141 200 439 200 1 291 200 388 800 1 356 000

1405097 593 267 895 401

382 525 April.....

754 885 Mai.....

717 321 Juni.....

179 511 Juli.....

314 403 August.... 655 610    September . .

806 486    Oktober . . .

454 623 1 525 372

Januar . Februar März . .

05 co co CO JO

November . . Dezember. . .

DO M K eo M 5 ZX    CG _0

“co ÎP>- co *05 '-j 'co cc 'bi Fs ko *-j

O* 05 ^ 05 00

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Zusammen

963,7    11 542 210 j 8 684 501

Zusammen

1062,8

1 077 240    1181 517

646 800    973 928

638 520    723 388

1 363 200 1 298 419 825 600    702 173

676 800    188108

1 857 840    412 493

1328 400    938069

1183 800    562 299

1 378 800    1021564

1493 760 1 336 716 285 600    833147

12 756 360 10171751

Bemerk. Die Regen- und Abflußmengen wurden etwa 300 m unterhalb der Sperrmauer in einer Höhe von rund 105 m N. N. gemessen, während die mittlere Höhe des Niederschlagsgebietes rund 200 m N. N. ist.

Nach vorstehenden Zahlen ergibt sich aus der sechsjährigen Beobachtungszeit 1898—1903 eine mittlere Regenhöhe von 1000 mm und eine Jahresabflußmenge von 8,45 Mill. cbm. Die durchschnittliche Abflußhöhe im Jahre betrug 710 mm; von der jährlichen Regenhöhe entfallen somit 1000—710 = 290 mm auf Verdunstung und Versickerung. Auf die Fläche als Einheit bezogen war der Jahresabfluß im Durchschnitt 710000 cbm/qkm des Niederschlagsgebietes, im trockensten Jahre (1899) 630000 cbm, im nassen Jahre (1903) 862 000 cbm. Die geringste monatliche Abflußmenge von 1 qkm betrug 5340 cbm (Juli 1901) und die größte im Februar 1898 186000 cbm. Daraus berechnet sich für die trockenste Zeit im Monatsdurchschnitt ein sekundlicher Abfluß von 2 1/qkm und im nässesten Monat 72 1/qkm, während das Mittel der ganzen Beobachtungszeit 23 1/qkm beträgt. Die geringste bisherige Abflußmenge in 24 Stunden betrug 2000 cbm, die größte 211000 cbm vom ganzen Niederschlagsgebiet.

Bemerkenswert ist die Erscheinung, daß fast in sämtlichen Beobachtungsjahren die Abflußmenge in den Monaten Januar, Febrnar und März die Niederschlagsmenge übersteigt. Es zeigt sich hier ein natürlicher Ausgleich im Wasserhaushalte, den der im Vorwinter fallende und gegen Frühjahr hin zum Schmelzen gelangende Schnee herbeiführt.

Tabelle 17. Niederschlagshöhen und Abflußmengen im Langen Tale bei Nordhausen (Harz).

Größe des Niederschlagsgebietes : 5,7 qkm.

Abflußjahr

1903/04

Monat

Oktober . November Dezember. Januar . . Februar . März . . . April. . . Mai . . . Juni . . . Juli . . • August. • September

Niederschlagshöhen im Langen Tale bei rund 400 m

Meereshöhe

Abflußmengen

Abflußmengen

mm

in

Tausenden

cbm

!-s-Ssi !!!!!!!

in Hundertsteln der Niederschlagsmengen

Abfluß-

jahr

1904/05

Nieder

schlags

höhen

j in Hundertsteln der Tausenden Niederschlagsmengen

in

cbm

Bemerkungen

130,5

52,6

345,9

61,7

12,2

153.9

149.9

25,1

17,5

11,6

4,8

7,8

10,4

32,3

64,6

47,4

146,0

194,9

125,8

76,9

12,2

Der Sommer 1904 zeichnete sich durch ungewöhnliche, lang andauernde Trockenheit aus.

Das Niederschlagsgebiet ist stark bewaldet.

98,2

79,8

56,6

49,1

133,3    152,9

10,1

10,8

19,5

Abflußjahr

1903/04    596,7 : 1886,4

1904/Oöj    941,4 i 2994,7

Es war im Abflußjahr

1903/04

1904/05

1905/06

1906/07

die Jahresniederschlagshöhe die Jahresniederschlagsmenge die Jahresabflußmenge der Abflußkoeffizient der mittlere Abfluß vom qkm in 1

596,7 mm 3 401000 cbm 1886 400 cbm

0,56

941,4 mm 5 366 000 cbm I 5 717 000 cbm 2 994 700 cbm , 2 770 000 cbm ! 0,48

1003 mm

886 mm 5 050 000 cbm 2 918 000 cbm

0,58

0,58

10

17

15

16

Tabelle 18. Urft-Talsperre (Eifel, Meereshöhe 300—400m) Abflußmengen in Mill. cbm aus dem Niederschlagsgebiet von 375 qkm Größe (bis zur Fertigstellung der Talsperre).

Jan. Febr. März April Mai

Juni

Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.

CO

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CO

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Abflußmengen im Eckertal (Harz), 275 m oberhalb der Dreiherrenbrücke

(Messungsergebnisse).

Größe des Niederschlagsgebietes 17,5 qkm; Höhenlage der Ecker an der Absperrstelle + 500 N.N. ; das Niederschlagsgebiet liegt zwischen -f- 500 und 1142 m über N.N.

Niederschläge. Es kommen hierfür die vier nachstehenden meteorologischen Meßstellen in Betracht:

Tabelle 19.

Meßstelle

Höhe über NN.

mittlerer

Jahres

niederschlag

zugehöriges

Niederschlags

gebiet

mm

qkm

Brocken .....

Torf haus.....

Scharfenstein. . .

Molkenhans . . .

Nachstehend ist der während der drei Jahre vom 1. Oktober 1906 bis 30. September 1909 an einem Wehr mit scharfer Üb erlauf kante gemessene Abfluß zusammengestellt.

+ 1142

1740

6,25

Ol 05 CO h-L k-A O

1580

1270

1100

3,00

5,50

2,75

Tabelle 20. Abflußmengen im Eckertal.

Jahr

Monat

1906/07 | 1907/08 | 1908/09

in 1000 cbm

Oktober......

November.....

Dezember.....

Januar .....

Februar ......

März.......

April.......

Mai.......

Juni.......

Juli.......

August......

September . . . . Zus. im Jahr . . .

Wintermonate (Oktober—März) Sommermonate (April—September)

697

314

199

674

281

240

1126

1027

329

840

603

858

1605

2139

521

776

606

584

11009

4798

6211

670

426

776

753

2025

2908

667

342

627

386

10776

3821

6955

884

679

1719

604

256

473

563

1065

7437

2757

4680

H. des Abflusses in mittleren Jahren, dem-

Die Abflußjahre 1906/07 und 1907/08 sind als mittlere, das Jahr 1908/09 als trocknes Jahr anzusehen, wenn man die hydrographischen Verhältnisse dieser Jahre in Vergleich stellt mit den langjährigen Beobachtungen der Regenmeßstellen des Gebietes. Der mittlere Jahresabfluß ergibt sich darnach zu 9,74 Mill. cbm oder zu 0,56 Mill. cbm von 1 qkm. Die mittlere Abflußhöhe beträgt 556 mm. Der Abfluß in einem trockenen Jahre beträgt erfahrungsgemäß etwa 80 v. entsprechend für das Eckergebiet 9,74 ■ 0,8 = 7,8 Mill. cbm. Im Abflußjahre 1908/09 sind 7,437 Mill. cbm gemessen worden.

sperre vor

September 1904 wie auch das größte Hochwasser für dieses Gebiet vom November 1890 mit 0,91 cbm Abfluß von 1 qkm enthalten. Die Zusammenstellung läßt ferner erkennen, daß im wasserreichsten Jahre der Abfluß das Mittel um 33 v. H. überstieg und im trockensten Jahre um 21 v. H.

Eine lange Reihe von täglichen Messungen liegt für clie Zuflüsse zur alten Remscheider I al-und ist in Tab. 21 wiedergegeben¹). Es ist darin das kleinste bekannte Niedrigwasser

vom hinter dem Mittel zurückblieb.

i) Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 327.

In den Gesamtgebieten der Wupper (606 qkm Niederschlagsgebiet) und Ruhr (rd. 4500 qkm Niederschlagsgebiet) ist der größte Jahreszufluß um etwa 30 v. H. größer als der mittlere und der kleinste bleibt um etwa 20 v. H. hinter dem Mittel zurück.

mm.

Tabelle 21. Zuflußmengen der Remscheider Talsperre. (4,5 qkm Niederschlagsgebiet.) Regenhöhe im Mittel 1180 mm, Abflußhöhe 860 mm, Verlusthöhe 370

Monat

1888 1889¹1890 1891 1892 1893 1894!1895 1896 1897 1898 1899 1900 1901 1902 1903 1904

April . . . Mai. . . . Juni . . . Juli. . . . August . . September. Oktober. . November. Dezember •

I-¹ CO 1^ K) Ol

en CO

208

49

27

tH ^8

o

^8 CO

rf*.

to os ro f- œ o\ 05 oo ^

71

386

269

214

590

O CD CD CM CM rH

CD M-

Ob

GO

in 1000 cbm

[ 823

179

504

277

80

46

62

122

15

216

342

58

247

13

130

31

71

^^8*0 CO CO D

tH tH t—(

158

291

614

623

263 671| 523 235 285    32

48 181, 161 491 156 380 384 499 125 653 628 343

335

80

31

25

262

516

29 Tg.

Mittlerer Zufluß 9938 cbm für 1 Tag, im Jahre 3 626 000 cbm.

Zufluß in 17 Jahren 61 695 000 cbm.

Zum weiteren Anhalt für den Abfluß Vorgang in deutschen Mittelgebirgen sind in der Tabelle 23 die Ergebnisse neuerer unmittelbarer Messungen an Überfallwehren und mit Schwimmern im Schwarzwald mitgeteilt, die als Vorarbeit zu Talsperrenanlagen ausgeführt wurden. Einen Vergleich mit dem Wasserhaushalt im Flachlande ermöglicht die Tabelle 22 u. 24 Uber die Regen- und Abflußmengen in einigen Fluß- und Seengebieten Ostpreußens und der Mark Brandenburg.

Tabelle 22. Niederschlags- und Abflußverhältnisse im Gebiet der Märkischen Wasserstraßen¹)- Mittel der Abflußjahre 1902—1905.

Nied.

Fluß

Abflußstelle

Geb.

qkm

g Mittlere ³ Regenhöhe

Nieder

schlags

menge

Abfluß

menge

Abflüß

höhe

Mill./cbm

Mill./cbm

mm

g Verlust-

höhe

Obere Havel . .

Rhein

Spree

Dahme . . . . Untere Havel .

Zaarenschleuse . Tekdenik. . . . Liebenwalde Fehrbellin . . . Beeskow . . . . Fürstenwalde . . Neue Mühle. . . Rathenow . . .

11199,0 2 092,2

141

111

114

152

CO CO

106

122

98

107

492

503

497

442

485

469

466

467

S S    Ê2    SS    Jg    £    SS    s    Abfluß    in    v-    H-

o) m    <i    oi    h    bs    ~₀    (j. Niederschlags

to M-

-    .    JD    Ot    CD    00    O*

G5    05    CO    M    m    O    O

Mittl. Abfluß in sek./cbm

os oo os os o: os o- Abfluß in sek./l

H¹ IX) "co “    ¹

von 1 qkm

Mittel aus allen Zahlen

586

112 | 474 , 19,9 j — | 3,57

In dem besonders trockenen Abflußjahr 1904    392

!) Nach Scholz, Wasserwirtschaft und Wasserverwertung im Gebiet der Märkischen Wasserstraßen.

93

23,4

2,94

Bemerkungen

Das Beobachtungsjahr    ®

1902—1903 entsprach    ö

hinsichtlich der Me-    ^

der- und Mittelwasser-    5^

stände nahezu dem    g

15jährigen Mittel der    §

Jahre 1888—1903, die    ^

höheren Wasserstände    §

blieben unter dem Mittel. Messung zum    d

Teil mittels Schwim-    K

fi

mer, zum Teil am    tzj

Überfall. Aus 110 Ein-    ö

zelmessungen wurden    ^

Wassermengenkurven d konstruiert für alle    d

Ul

Pegelstände. Aus dem zum Teil täglich mehr-    d

mais erfolgten Pegel-    o

ablesungen ergaben    p

sich dann die Wassermengen.

Ci

Tabelle 23. Abflußmengenmessungen im Flußgebiet der Wiese (stidl. Schwarzwald)¹)-

Abflußmengen in Millionen cbm

Beschatfenheit

des

1903

1902

Mederschlags

gebietes

Nieder

schlags

höhe

Jahr

Juni

April [ Mai

März

Febr.

Jan.

Dez.

Nov.

Okt.

Sfipt.

Aug.

Juli

mm

27,945

1,123

2,94414,752!

3,265

1,262

14,516

2,892

1,073

2,383!

|0,962

jl,3581,425'

23,238

30,327

45,542

25,676

1,161

2,838,3,586,

2,709

1,455

2,212 3,452

|1,121

1,898

0,756

■0,889 1,161

0,890

2,179

1,324

3,831

3,243

3,513

0,953

6,131

3,773

1,089

2,708

0,947

1,319

1,930

Langgestreckte Höhenzüge mit tief eingeschnittenen engen Tälern. Starke Gefälle im oberen Gebiet ; im unteren Teile 1,5-0,5 v. H. Höhe der Meßstellen 450—700 m über Meer.

800 mm an der Wiesemündung (250 m über M.)

bis

2500 mm

am

Feldberg (1267 m über M.)

5,172

6,349

5,727

,1,989

7,228

6,662

2,090

3,712

1,354

|1,621

1,459

3,224

3,100

2,979

1,486

4,235

3,676

1,256

1,551

0,787

1,036

1,023

Größe

des

Meder

schlags

gebietes

qkm

18,9

18,3

22,2

40,3

25,0

Wiese oberhalb Todtnau

Schönenbach bei Todtnau

Prägbach oberhalb Geschwend

Belchenwiese

Köhlgartenwiese

3 Beiträge zur Hydrographie des Großherzogtums Baden, 11. Heft.

Nr.

*) Nach Intze, Die Wasserverhältnisse Ostpreußens.

Gebiet der oberen Alle bis zur Ustrich-Schleuße

Gebiet der oberländischen Seen

Gebiet der oberen Alle bis zur Ustrich-Schleuße

Gebiet der unteren Alle bis Friedland

Gebiet d. masurischen Seen von Angerburg bis Johannisburg

Oberes Gebiet der Passarge bis Groß-Gemmern

Gebiet des Memelstromes bis Kallwehlen

79600,0

570,0

24,0

4,2

Gebietes

des

Bezeichnung

3378,0

500,0

14,8

5254,0

169,9

3,2

430,6

35,2

8,2

648,0

430,6

qkm

in

Nieder

schlags

gebietes

des

Größe

64,0

9,9

35,2

8,2

qkm

in

Zuge

hörige

Seen

flächen

Prozentsatz der Seenflächen zum Niederschlagsgebiet

In 2 Jahren, 1887 und 1890

In 2 Jahren, 1889 und 1890

In 2 Jahren, 1887 und 1888

In 3 Jahren, von 1887 bis 1889

In 3 Jahren, von 1887 bis 1889

In 10 Jahren, von 1882 bis 1891

In 3 Jahren, von 1887 bis 1889

ist

Jahre, in denen beobachtet, bzw. gemessen

preußi

schen

Teile)

(Im

580

694

594

636

673

646

mm

Jahre

im

Mittlere

Regen

höhe

205

350

185

181

221

188

275

mm

Jahre

im

Mittlere

Abfluß

höhe

35

50

31

32

28

43

Prozentsatz des Abflusses vom Niederschlag

2,93

3,5

3,3

L‘l

2,9

klein

stem

Wasser

3,9

4,0

3,0

3,7

3,7

bei mittlerem Niedrigwasser

6,5

7,3

6,0

5,8

7,0

6,0

8,8

Jahres

des

Mittel

im

21,2

37,2

12,5

90,0

37,0

37,0

Hoch-

wasser

Dl

Wassermenge in Sekunden-Litern auf lqkm Niederschlagsgebiet

Keine besondere Hochflut. Diese 2 Jahre wurden gewählt, da Hochfluten nicht gemessen worden sind.

Die größte Hochflut (1888) und trockenes Jahr (1887).

Die größte Hochflut (1889) und größte Trockenheit (1887).

Nachwirkung der Hochflut von 1888.

Die größte Hochflut.

Bemerkungen

Tabelle 24. Ergebnisse der Berechnungen aus den Beobachtungen und Messungen der Regen- und Abflußmengen in einzelnen

Fluß- und Seengebieten Ostpreußens¹,'.

Berechnung der Abflußmengen.

Wenn heute ein Tal nach seinen orographischen, Niederschlags- und geologischen Verhältnissen zur Anlage eines Sammelbeckens geeignet erscheint, so entsteht eine lebhafte Frage nach dem im Tal und im Bachlauf vorhandenen Wasserabfluß. Die Entwicklung der Dinge, der Drang nach der Verwirklichung des Gedankens überholt dann meist die vorbeschriebene stille Arbeit der Messung und des Forschers. Es darf als Tatsache bezeichnet werden, daß wohl keine der neuzeitlichen großen Talsperren im Gebirge auf Grund langjähriger Abflußmengenmessungen geplant wurde. Schätzungen und überschlägliche Ermittlungen an der Hand allgemeiner Anhaltspunkte haben meist das Fehlende ersetzen müssen. Bei ausreichendem praktischen Überblick und mit Zuhilfenahme von Abflußgesetzen, soweit sie aus unmittelbaren Beobachtungen abgeleitet werden konnten, führt dies Verfahren zu hinlänglicher Genauigkeit und wird auch für die nächste Zukunft — bis unmittelbare Messungen an allen Wasserläufen vorliegen — der gangbare Weg sein müssen. Es ist dann Sache des Ingenieurs, sich im Einzelfalle aus der Niederschlagsmenge des abgegrenzten, für die Absperrung in Frage kommenden Gebietes die Abflußmenge zu errechnen.

Dies kann auf die nachstehend angegebenen Arten geschehen. Erforderlich ist aber, daß man die Niederschlagshöhen nicht nur in der Jahressumme, sondern auch in den einzelnen Monaten kennt. Von dem Niederschlag gelangt ein Teil oberirdisch zum Abfluß, ein anderer Teil geht durch Verdunstung, Versickerung und Aufsaugung des Pflanzenwuchses für die Kraftnutzung verloren. Über den offenen Abfluß an den Wassergerinnen haben sich auf Grund von Messungen in einzelnen Niederschlagsgebieten Erfahrungssätze Uber den Abfluß von der Flächeneinheit des Niederschlagsgebietes und in Hundertsteln des Niederschlags gebildet, die innerhalb gewisser Grenzen allgemeingültige Bedeutung haben. Dabei darf man allerdings nicht außer acht lassen, daß der Wasserabfluß in kleinen Gebirgsbezirken mit steilen Abhängen und undurchlässigem Untergrund sich wesentlich schroffer gestaltet als im Flachland. Die Höhe über Meereslage und die Bodenbedeckung sind hierauf auch nicht ohne Einfluß. Moorflächen und natürliche Wasserbehälter im Niederschlagsgebiet wirken ausgleichend. Man wird daher die in dem einen Gebirgstal aus Messungen abgeleiteten Sätze immer nur auf ein anderes Tal mit ähnlicher Gestaltung der Oberfläche und des Untergrundes anwenden dürfen. Immerhin geben die bisher in verschiedenen Landesteilen gesammelten Messungsergebnisse für überschlägliche Berechnungen einen wertvollen Anhalt, vorbehaltlich späterer genauer Ermittelungen.

Bestimmung der Abflußmenge nach der Flächeneinheit nach Sätzen in v. H. Bei den Voruntersuchungen über den Wasserhaushalt der Talsperre der Stadt Nordhausen benutzte der Verfasser dieses Verfahren, den vermutlichen Abfluß im Bach an der Absperrstelle aus dem prozentualen Verhältnis des Niederschlags und Abflusses zu berechnen. Die Stadt bezog aus diesem Niederschlagsgebiet schon seit etwa drei Jahrzehnten ihr Trinkwasser, ohne daß genaue Messungen über den Wasservorrat vorhanden waren. Über die jährlichen Niederschlagshöhen und ihre Verteilung im Jahreslauf gaben die Aufzeichnungen benachbarter Regenmeßstellen Aufschluß. Die Aufrechnungen erfolgten für 1 Jahr mit außergewöhnlich geringem Niederschlag und für 1 Jahr mit etwa mittlerer Regenhöhe (s. Tab. 25). Für die ungünstig getroffenen Annahmen der Abflußverhältnisse dienten in diesem Fall die langjährigen Messungen an der Remscheider Talsperre zum Anhalt. Die Niederschlagsgebiete sind der Größe nach nicht wesentlich verschieden und weisen auch in ihrer geologischen und orographi-

sehen Beschaffenheit manche Ähnlichkeit auf. Bei der Voruntersuchung wurde nach Berechnungen aus dem Meßtischblatt seine Größe zu 6 qkm eingesetzt, während eine spätere genaue Aufrechnung 5,7 qkm ergab.

Tabelle 25. Berechnung der Abflußmengen aus dem Niederschlagsgebiet der Nordhäuser Talsperre im Langentale bei Neustadt u. H. (Harz).

Vorläufige Ermittlung für die Projektierungsarbeiten auf Grund angenommener Abflußverhältnisse.

Für ein Jahr (1884) mit sehr geringer Niederschlagshöhe (593 mm)

Für ein Jahr mit mittlerer Niederschlagshöhe (900 mm)

Monat

Nieder

schlags

menge

chm

angenommener Abfluß-koeffi-zient v. H.

berechnete

Abfluß

menge

Nieder

schlags

menge

cbm

chm

angenommener Abflußkoeffizient t. H.

berechnete

Abfluß

menge

Bemerkungen

chm

Januar . . . Februar . . März . . . . April. . . . Mai . . . . Juni . . . . Juli . . . . August. . . September . Oktober . . November Dezember. .

120 000 216 000 210 000 156 000 498 000 282 000 348 000 384 000 228 000 408 000 342 000 366 000

00000000000e0

108 000    197 000

194 000    225 000

189 000    306 000

47 000    204 000

149 000    391000

85 000    583 000

104    000    715 000

105    000    562009

68000    459 000

367 000    422 000

308 000    628 000

329 000    708 000

90

90

90

10

10

10

10

10

10

90

90

90

177 000 Beschaffenheit des Nieder-202 000    Schlagsgebietes s. Tab. 15.

275 000 Bei der Ermittlung des 20 000    Stauinhaltes der Talsperre

39 000    wurde zur Sicherheit nur

58 000    ein Abfluß v. 180000 cbm

72 000 56 000

46 000    angenommen.

379 000 Diese Berechnungen wur-565 000    denimSommerl903durch-

637 000    geführt, die Talsperre in

den Jahren 1904/05 erbaut.

während der 6 Sommermonate April-September

Zusammen im Jahre . . . | 3 558 000

Das Verhältnis von Niederschlag und Abfluß ist ferner für die Hochwassertalsperren von Bedeutung, um bei stark eintretendem Regen den Abfluß Voraussagen zu können, so daß an der Talsperre entsprechende Maßnahmen rechtzeitig getroffen werden können, z. B. das Ablassen des Sammelbeckens veranlaßt werden kann. Hierzu sei erwähnt, daß in den Tagen vom 27. bis 30. Juli 1897 am Queis bei Marklissa der Abfluß zu 96,4 v. H. des Niederschlags angegeben wird. An der Wupper hat man u. a. gelegentlich des Hochwassers im November 1890 festgestellt, daß nach etwa dreitägigem ununterbrochenen Regen sämtliche Quellen geöffnet waren. Es konnte kein Regenwasser mehr versickern, es erfolgte keine Verdunstung. Die abfließende Wassermenge war annähernd gleich dem Niederschlag, d. h. 100 v. H.

Berechnung der Abflußmengen aus dem Abfluß eines anderen, ähnlich gearteten Nieder Schlagsgebietes nach dem Größenverhältnis der Niederschlagsgebiete.

Ein Beispiel hierfür bietet die Solinger Talsperrenanlage. Bei Aufstellung des ersten Entwurfs für dieses Becken lagen genaue Messungen der Abflußmengen aus dem Niederschlagsgebiet nicht vor und es wurden für ihre vorläufige Ermittlung die Feststellungen im Eschbachtal an der alten Talsperre der Stadt Remscheid benutzt, deren Niederschlagsgebiet geologisch und orographisch sowie hinsichtlich der Niederschläge dem des Sengbachtales ähnlich ist. Dort hatten genaue Messungen während

2 053 000 ! 5 400 000

2 526 000

einer Reihe von Jahren stattgefunden, auf Grund deren man die wahrscheinlichen Zuflüsse in den in erster Linie in Betracht kommenden trockenen Jahren berechnete. Es konnte hiernach aus dem Größenverhältnis der Niederschlagsgebiete im Sengbachtal eine jährliche mittlere Abflußmenge von 8 bis 9 Mill. cbm ermittelt werden, wie ans der Tabelle 26 ersichtlich ist.

Zu gleicher Zeit mit diesen ersten Ermittlungen wurden in Solingen wie in Nordhausen an Überfallwehren mit selbsttätigen Pegeln, die in den Bach in der Nähe der zukünftigen Sperrmauer nach der Art, wie oben beschrieben, eingebaut wurden, unmittelbare Messungen des Wasserabflusses vorgenommen. Man ersieht aus den Tabellen 16, 17, 25 u. 26, daß die Berechnungen durch die Meßergebnisse im ganzen bestätigt wurden.

Tabelle 26. Berechnung der Abflußmengen zur Sengbachtalsperre aus dem Abfluß des Niederschlagsgebietes der Bemscheider Talsperre im Eschbachtale.

Vorläufige Ermittlungen für die Projektierungsarbeiten:

Größe des Niederschlagsgebietes im Eschbachtale 4,5 qkm

„ Sengbachtale 11.8 „

Verhältnis der Größen

1: 2,6.

Für ein trockenes Jahr (1892)

Für ein Jahr mit besonders trockenem Sommer (1893)

Monat

Im Eschbachtale am Zufluß zur Remscheider Talsperre mittels Überfallwehr gemessene Abflußmenge

cbm

Als voraussichtlicher Zufluß zur Solinger Talsperre im Verhältnis der Größe der Niederschlagsgebiete berechnete Wassermenge

cbm

Als voraussichtlicher Zufluß zur

Im Eschbachtale am Zufluß zur Solinger Tal-Bemscheider Talsperre mittels

sperre im Verhältnis der Größe Überfallwehr I der Nieder-gemessene ( schlags-Abflußmengei gebiete j berechnete Wassermenge

Bemerkungen

cbm

cbm

699 400 516 800 123 000 107 000 148 000 60500 22 400 24 300 162 500 219 000 243 200 669 500

1820000 1 339 000 325 000 281000 385 000 161 000 60 000 65000 426 000 572 000 624 000 1 742 000

171 900 1 213 800 367 900 37 100

15    100 14 000 23 600

16    200 40 500

388 300 614 000 417 100

447 000 3 162 000 952 000 101 000 39 000 39 000 65 000 47 000 109 000 1 006 000 1591 000 1 084 000

Die Mederschlagshöhe des Eschbach-gebietes beträgt i. M. jährlich 1267 mm. Die Mederschlagshöhe im Sengbachtal war zur Zeit dieser Berechnung nicht bekannt. Sie ist später i. M. zu 1000 mm jährlich gemessen worden.

Bei der Berechnung der Abflußmengen ist ein kleiner Zuschlag für den am Wehrüberfall nicht gemessenen Grundwasserstrom und für Wehrundichtigkeiten gemacht.

Beschaffenheit des Mederschlagsgebietes s. Tabelle 15.

Diese Berechnungen wurden im Jahre 1898 durchgeführt. Die Talsperre im Jahre 1900/02 erbaut. Näheres s. in des Verfassers Abhandlung: Das Wasser-und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen. Zeitschrift für Bauwesen 1904.

Januar . . .

Februar . .

März . . .

April. . .

Mai ' . .

Juni . . .

Juli . . .

August . .

September Oktober .

November

Dezember _._

Zus. i. Jahre| 2 995 600 j 7 800000

Abfluß von der Flächeneinheit, nach Erfahrungssätzen berechnet. Um eine allgemeine Kenntnis vom Wasservorrat in einem bisher noch nicht untersuchten Niederschlagsgebiet zu gewinnen, wird man die Angaben in Tabelle 15 über die Gesamtjahresabflußmenge und die sekundliche Abflußmenge vom Quadratkilometer beispielsweise wie folgt benutzen können. Wenn man daraus ersieht, daß der größte Jahresabfluß 0,862 Mill. cbm/qkm und der geringste Abfluß 0,630 Mill. cbm/qkm bei

3 320 000

8 642 000

11,8 qkm Niederschlagsgebiet beträgt, so wird man nicht fehl gehen, wenn man für ein annähernd gleich großes Gebiet von z. B. 10 qkm mit ähnlichen Niederschlagsund Geländeverhältnissen für eine rohe Abschätzung den Jahresabfluß zu 0,862 ■ 10 == 8,62 Mill. cbm bzw. 6,3 Mill. cbm annimmt.

Beziehung zwischen Niederschlag und Abfluß nach Intze. (Verlusthöhe.) Einen neuen praktisch brauchbaren Aufschluß über die Beziehung zwischen Niederschlag und Abfluß hat Intze¹) aus seinen zahlreichen Messungen bei Vorarbeiten zu Talsperren hergeleitet. Er fand, daß man die Jahresabflußmenge eines Gebietes erhält, wenn man die Flächengröße mit einer Abflußhöhe multipliziert, die gleich der mittleren Regenhöhe des Gebietes vermindert um 300 bis 350 mm ist. Diese letztere Zahl bezeichnet Intze als Verlusthöhe und glaubt nach seinen Wahrnehmungen schließen zu dürfen, daß diese Verlusthöhe in deutschen Gebirgsgegenden nur innerhalb sehr enger Grenzen schwankt. Wo wesentlich größere Verlusthöhen als 300 bis 350 mm vorhanden sind, darf man besondere Ursachen (klüftiges Gebirge) annehmen. Nach der Ansicht von Keller treffen diese Zahlen nur zu für Gebiete mit sehr großem Abflußvermögen, einerlei, ob diese im regenreichen bergisch-märkischen Hügellande oder im Hochgebirge oder im regenarmen, aber sehr durchlässigen Flachlande der pommerschen Seenplatte liegen. Bei allen übrigen Flußgebieten, meint Keller, ist die Verdunstungshöhe größer und nimmt langsam mit der Niederschlagshöhe ab. Nach seinen Ermittlungen schwanken

i4oo"Vm die Maße der Landverdunstung im Jahresmittel bei den Flachlandsgebieten Mitteleuropas von rund 350 bis äußerstenfalls 450 mm und betragen in den umfangsreichen Gebirgsgebieten wohl nicht unter 430 und selten über 550 mm. In den Alpenflußgebieten mögen auf die Landverdunstung 350 bis 600 mm entfallen. Keller stützt sich dabei u. a. auf die Er-

- -1200

--1000

--8 00

m-

\/pXiu.stHöhen

-—¹    ;

--600

-|

M/n.- —4 oo

gebnisse unmittelbarer anderweiter Messungen²).

—200

----0 ^/m

0    200    400    600    000    7000    7200    7400 m/m

Abb. 26.

Hiernach ergeben sich die in Tabelle 27 und Abb. 26 dargestellten Beziehungen zwischen Niederschlags-, Verlust- und Abflußhöhe:

Tabelle 27.

Niederschlagshöhe [hu)

600

800

1000 1200

1400    1600

1800

2000 2200

Verlnsthöhe (hv)

440

453

467    480

493

506

520

533

547

Abflußhöhe (ha) .

160    347

533

720

907

1094

1280

1467

1653

Abflußbeiwert für das Jahr («/)    1:3,75 1:2,30 1:1,87 1:1,66 1:1,54 1:1,46

1:1,40(1:1,36 1:1,33

¹)    Talsperrenanlagen in Rheinland n. Westfalen, Schlesien u. Böhmen. Weltausstellung St. Louis 1904

²)    H. Keller, Niederschlag, Abfluß u. Verdunstung in Mitteleuropa. Jahrb. f. d. Gewässerk. Nord-deutschl. Herausgeg. v. d. Preuß. Landesanstalt f. Gewässerk. Besond. Mitteilungen Bd. 1, Nr. 4. Ferner Hettners geographische Zeitschr. Band XII, Heft 11. — Über entsprechende Untersuchungen in England. Zentralbl. d. Bauverw. 1906, S. 672; ferner 1906, S. 279.

a = Abflußmenge in cbm/Jahr,

Wenn bezeichnet:

F — Einzugsgebiet in qm, hn = jährl. Niederschlagshöhe in m,

h,

,, Abflußhöhe in m, hv =    ,, Verlusthöhe in m,

ay = Abflußbeiwert für das Jahr,

am

so ist

=    ,,    ,, den Monat,

1.    a = F ■ ha = F • (hn—hv),

2.    a = F • hn • ay.

Für die in Deutschland vorkommenden Niederschlagshöhen über 500 mm hat Rehbock aus der Kellerschen Mittellinie die folgende Formel für die Verlusthöhe abgeleitet:

hn

daraus berechnet sich:

hv — ^ + 0,4'“;

ha = 0,933 • hn—0,4 m, ay = 0,933

0,4m

hn

100%

¹¹ »

75

t⁻

75

v>

50

-y

Jf

50

-V

-t X *łX

++ + **

25

Ąf^e- u.à^r.'

\r

25

J. F. M. fl- M. J. J. fl- J. 0. N- D-

ATbb. 27. Monatliche Abflußbeiwerte für Kocher und Jagst, Murg und Elbe.

Man wird von diesen Beziehungen für die vorläufige Bestimmung der Abflußmenge a bei Vorarbeiten zu Talsperrenbauten vorteilhaften Gebrauch machen können.

Zum weiteren Anhalt sei noch die nachstehende Zusammenstellung Tabelle 28 und Abb. 27 monatlicher Abschlußwerte (am) mitgeteilt. Die Angaben für Kocher und Jagst entstammen einer amtlichen Veröffentlichung württembergischer Behörden, die für die obere Murg sind von Rehbock berechnet auf Grund täglicher Messungen, die Wassermengen bis 10 cbm/sek. umfaßten, während die Abflußmengen bei größerer Wasserführung (an 90 Tagen des Jahres) aus Pegelaufzeichnungen ergänzt worden sind.

Tabelle 28. Zusammenstellung monatlicher Abflußbeiwerte am.

am

Kocher u. Jagst Elbe b. Schandau Obere Murg 1888—1898

1876—1894

1893-1906

Januar . . Februar . . März . . . April . . . Mai ... . Juni. . . . Juli. . . . August . . September. Oktober . . November . Dezember . i

0,62

0,82

0,45

0,76

0,84

0,51

0,34

0,19

0,16

0,17

0,22

0,28

0,38

0,49

0,55

0,63

0,55

0.28

0,16

0,13

0,15

0,19

0,24

0,31

0,34

0,74

0,94

0,89

0,66

0,40

0,39

0,36

0,43

0,53

0,64

0,60

«/

0,42

0,29

0,61

hv

hn. ■ ■

ha. . .

780 mm 425 mm 355 mm

683 mm 487 mm 196 mm

1580 mm 620 mm 960 mm

Literatur.

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Über Wassermessungen mit Schwimmer. Beiträge zur Hydrographie des Großherzogtums Baden XI. Heft Karlsruhe 1905.

Methoden der Wassermessung. Zeitschr. f. d. gesamte Wasserwirtsch. 1908, S. 139.

Streiflichter über die Bewegungsformeln des Wassers im Dienste des Wasserbaues. Österr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baudienst 1906, S. 630.

Niederschlag, Abfluß und Verdunstung auf den Landflächen der Erde. Zeitschr. d. Gewässerk. v. 1905/06, S. 321 — 370. Land- oder Dauerregen im Gebirgslande des Regierungsbezirks Arnsberg. Wasserwirtsch. u. Wasserr. v. 11. 1. 1906, S. 102 u. 103.

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1906,    S. 327 u. 328.

Niederschläge in Brandenburg, Pommern und Mecklenburg. Wasserbau u. Wasserwirtsch. v. 1. 12.1906, S. 389 u. 390. Selbsttätiger Wassermengenmesser. Schillings Journ. f. Gasbeleuchtg. u. Wasserversorg, v. 11. 8. 1906, S. 686 u. 687 m. Abb.

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1907,    S. 69—71, 77 u. 78, 85 u. 86.

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Die Hydrographie in den Vereinigten Staaten von Nordamerika. Österr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baudienst v. 5. 1. 1907, S. 8—11 m. Abb.

Praktische Winke zur Vereinfachung hydraulischer Berechnungen. De Ingenieur 1906, Nr. 10 u. 1908, S. 245 u. Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1907, S. 294.

Über verschiedene Formen Pitotscher Röhren. Zentralbl. d. Bauverw. 1909, S. 549; Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1909, S. 989.

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Über Messungen an Turbin en kan älen. Zeitschr. f. d. ges. Turbinenwesen 1909, S. 341.

Wassermessungen in der Versuchsanstalt für Wassermotoren in Berlin. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 1835 u. Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1909, S. 250.

Verwendung von Geschwindigkeitsmessern bei dem hydrographischen Dienst in den Vereinigten Staaten. Am. Soc. Civ. Eng. August 1909.

Bestimmung der Abflußmengen in zugefrorenen Flüssen. Engen. News 1911, S. 124.

Experimentalforschung im Flußbau. Zeitschr. f. Binnenschiffahrt 1911, S. 325.

Über Berechnung der Hochwassermengen s. auch in diesem Handb. Teil III, Bd. I, Aufl. IV. §24, S. 608.

§ 10. Die Eigenschaften des Talsperrenwassers¹). Die Frage nach der Beschaffenheit des Wassers hat bei denjenigen Talsperren Bedeutung, die der Trink- und Brauchswasserversorgung dienen. Die Eigenschaften des Wassers werden allenfalls auch dann zu erörtern sein, wenn es sich um landwirtschaftliche Bewässerung handelt, bei der die chemische Beschaffenheit, und wenn es sich um Düngung handelt, wobei der Gehalt an organischen und sonst im Wasser aufgelösten Stoffen von Bedeutung sein kann. Auch hei der etwaigen Einwirkung des gestauten Wassers auf die Lösung von Gesteinen im Talbecken sind seine physikalischen und chemischen Eigenschaften von Einfluß. Weitaus im Vordergrund stehen jedoch die Eigenschaften des Wassers bei der Trinkwasserversorgung, bei der sie oft einen ausschlaggebenden Wert haben. Hierbei ist nun weiter zu unterscheiden, die Verwendung des Wassers für menschliche Zwecke und als Brauchwasser für die Industrie. Für gewerbliche Zwecke ist Weichheit des Wassers günstig. Die Abstufung der Härtegrade richtet sich nach dem Gehalt an gelösten Salzen von Kalzium und Magnesium. Die deutsche Härteeinheit ist der Gehalt von 10 mg Kalziumoxyd auf 1 1 Wasser. Man kann im allgemeinen annehmen, daß das Oberflächenwasser der Gebirgsbäche keine größere Härte als 1 bis 2 hat. Nicht unwesentlich ist jedoch mitunter der Gehalt an Eisen. Teils gelangt dies durch die Bäche in das Wasser, teils kann es aus dem Gestein des Talbeckens ausgelaugt werden. An Felsstücken aus dem Talbecken der Remscheider Sperre sind bis 17 v. H. Fe₂ 0₃ festgestellt worden.

Für die Trinkwasserversorgung ist die chemische Beschaffenheit des Wassers von Bedeutung. Gehalt an Salpetersäure, Salpetrigersäure, Ammoniak, Chlor und Eisen u. a. m. beeinträchtigt die Güte des Wassers für den menschlichen Genuß und kann es leicht unbrauchbar machen.

Einen Vergleich über die chemische Beschaffenheit eines Talsperrenwassers (Remscheid) mit solchen der Wasserversorgungen in Barmen, Elberfeld, Düsseldorf und Köln, die ein vollkommen zufriedenstellendes, hygienischen Anforderungen entsprechendes Wasser besitzen, ermöglicht die nachstehende Tabelle, die nach unmittelbaren chemischen Untersuchungen aus dem Jahre 1898 zusammengestellt ist²).

In 100000 Teilen waren enthalten:

Gesamtrückstand . Glühverlust .... Organische Substanz Ammoniak .... Salpetrige Säure . .

Barmen

12,50

4,75

2,16

Elberfeld Düsseldorf 23,25    2-ö 75

8,00

3,47

) cd co

Köln Remscheid 36,25    00

11,00    80

2,53

Salpetersäure Kalk ....

Spuren 4,00 0,72

Gesamthärte in deutschem Grad 5,01 Schwefelsäure

Magnesia

Spuren

8,50

1,80

10,02

2.92

4,12

3,95

4.29

1,03

Für die bakteriologische Beurteilung ist ein Unterschied zu machen zwischen krankheiterregenden Keimen und solchen, die für den menschlichen Körper unschädlich sind. Das Trinkwasser darf keine krankheiterregenden Keime enthalten. Über die zulässige Zahl der Bakterien, die im Wasser enthalten sein dürfen, gehen die Ansichten auseinander. Krankheiterregende Keime sind immer verdächtig, während unschädliche Bakterien selbst in größerer Anzahl unbedenklich sein können. Ferner muß das Wasser

rein, klar, farblos, frei von Geruch und Beigeschmack sein. Wesentlich ist auch die Temperatur des Wassers. Ein niedriger Wärmegrad ist besonders bei dem meist weichen Wasser der Sammelbecken von Bedeutung. Die Temperatur sollte in den Sommermonaten zwischen 6° und 12° C liegen. Ein reichlicher Gehalt an Sauerstoff macht das Wasser schmackhaft und die niedrige Temperatur erfrischend.

Die bakteriologisch en Untersuchungen des in den Bemscheider Stauweiher im Eschbachtal fließenden Wassers ergaben in den Jahren 1891 bis 1900 während der Wintermonate einen Höchstgehalt von 120 Keimen und während der Sommermonate von 1500 Keimen in 1 ccm¹).

Die Zahl der Bakterien im Remscheider Stauweiher betrug:

1893 an der Oberfläche 220, an der Sohle 14

« «

1200, „ „

180, „ „

am 3. Januar „ 30. Juni „ 15. September 1893 „ 26. Juni „ 28. Juni „ 28. Juni „ 26. Juni

1893

1894

1898

1899

1900

40

16

68

65

225

24

Als die ersten Talsperren für Trinkwasserversorgung in Deutschland ins Leben gerufen wurden, hielt man das frisch zufließende Wasser für das bessere und traf Einrichtungen (Remscheid, Solingen), um dieses Wasser in erster Linie zu entnehmen. Man sah das aufgestaute Wasser nur als Ersatz an. Untersuchungen (Kruse u. a.) erwiesen jedoch, daß das Wasser in den Sammelbecken sich verbessert, reinigt und bakterienfreier wird. Somit empfiehlt es sich, das Wasser durch Stauung der Selbstreinigung zu unterwerfen und es möglichst nicht an der Oberfläche, sondern etwa in 7—8 m Tiefe zu entnehmen. Hier ist es bakterienfreier und kühler. Diese Ablagerung hat sich als ein bedeutsamer Vorgang für die Güte des Talsperrenwassers erwiesen. Die Temperatur des Wassers verändert sich in dieser Tiefe unter der Oberfläche nur um wenige Grad im Jahreslauf. Die Erfahrung hat erkennen lassen, daß in der Nähe der Sohle bei den rheinisch-westfälischen Talsperren die Temperatur zwischen 6° und 12° C zu schwanken pflegt.

Die im Jahre 1898 bei dem Remscheider Wasserwerk während der Sommermonate vor

genommenen Temperaturmessungen haben in Celsiusgraden ergeben:

Oberfläche

16- 19

17— 24

Juli

August September 14—20,5

Sohle Pumpbrunnen in der Stad

11—12,5 12,5-14,5 13—15

8,5-9.5

10_11

11—12

11—13

12- 13,5

13- 14,5

Mitunter zeigt das Talsperrenwasser Trübungen. Solche sindu. a. bemerkt worden in der Remscheider-, Bever-, Gevelsberger Talsperre u. a. Die Trübungen pflegen in den Sommermonaten aufzutreten und sind meist darauf zurückzutühren, daß die Sohle des Beckens vor Inbetriebnahme nicht in genügendem Maße von organischen Bestand

teilen befreit worden ist (s. § 46).

Jedoch ist auch das zufließende Wasser mitunter nicht frei von Trübungen, wie Eintritt des Wassers in das Becken beobachten kann. Ferner kommen Ver-

durch Absetzen von Ruß und anderen Stoffen aus der

man am

unreinigungen der Oberfläche vor Luft. Ein Vorbecken oberhalb des Hauptsammelbeckens wird dazu dienen, die bei plötzlichen Anschwellungen durch Gewitterregen und andere Ursachen sich zeigenden Trübungen zu beseitigen. Mehrere Anlagen, z. B. Solingen, haben solche Vorbecken (s. S. 38).

Weiteres über die Eigenschaften des Talsperrenwassers siehe: Borchardt, Beschaffenheit des Wassers aus Talsperren, Die Talsperre 1901, S. 3; Intze, Über Talsperren für städtische Wasserversorgung, Zeitschr. die Talsperre 1903, S. 239; Intze, Entwicklung des Talsperrenbaues in Rheinland und Westfalen 1903, S. 58 u. a. ; Journ. f. Gasbel. u. Wasserversorg. 1905, S. 934 u. 1142; Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1906, S. 1514; Hydrologischer Beitrag zur Kenntnis der Beziehungen zwischen Talsperren u. Abwässer, Zeitschr. f. Gewässerk. Bd. X, Heft 2, S. 163; Zeitschr. f. d. gesamte Wasserwirtschaft 1907, S. 297 u. 314; Thiesing, Talsperren in physikalischer und chemischer Beziehung, Journal für Wasserversorgung und Gasbeleuchtung, 23. Januar 1909.

Nachdem im letzten Jahrzehnt des abgelaufenen Jahrhunderts die Talsperren in Deutschland ganz besonders auch für die Trinkwasserversorgung eine große Bedeutung gewonnen und eigentlich ihre Brauchbarkeit für diesen Zweck praktisch schon längst erwiesen hatten, entbrannte mit einem Mal ein lebhafter Streit um die Frage, ob das Talsperrenwasser allen Anforderungen entspreche, die an reines und gesundes Trinkwasser gestellt werden müssen. Man stellte das Grundwasser dem Talsperrenwasser als Oberflächenwasser gegenüber. Dieser Streit tobte besonders heftig, als es sich um die Inbetriebsetzung der Barmer Talsperre handelte¹). Umfangreiche chemische, bakteriologische Untersuchungen, Wärmemessungen und Beobachtungen aller Art wurden durchgeführt, von denen oben einige mitgeteilt sind. Die Ergebnisse führten zu der Einsicht, daß das Talsperrenwasser als ein einwandfreies Trinkwasser anzusehen ist. S. hierüber die Verhandlungen auf der XXV. Versammlung des deutschen Vereins für öffentliche Gesundheitspflege.

Beachtenswert sind die leitenden Grundsätze, die hier von Intze und Frankel aufgestellt worden sind (abgedruckt in des Verf. Schrift: Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft 1902, S. 93)²), und die im ganzen das Talsperrenwasser als gleichwertig dem Grundwasser zur Seite stellen. Die Frage über die Erfahrungen mit Talsperrenwasser ist später wiederum Gegenstand eingehender Erörterungen auf dem XIV. internationalen Kongreß für Hygiene und Demographie gewesen. Auch hier ist im wesentlichen der alte Standpunkt vertreten worden. Man hat hier Talsperrenwasser in seiner Güte zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser eingeschätzt. Ob es nötig ist, das Talsperrenwasser künstlich zu reinigen, hängt auch nach den hier ausgesprochenen Ansichten (Frankel, Gärtner) von der Beschaffenheit des Niederschlagsgebiets und allgemeinen vorbeugenden Maßnahmen ab, die von vornherein für das Staubecken getroffen werden. Diese Frage muß in jedem Fall besonders untersucht werden. Man hat Talsperren mit und ohne Reinigungsanlagen.

Auf einem andern Standpunkt stand hier Graßberger (Wien) auf Grund seiner Erfahrungen an österreichischen Talsperren, die er im besonderen von der Wientalsperre bei Tullnerbach herleitet. Das Becken hat hier bei 53,7 qkm Niederschlagsgebiet und 720 mm Regenhöhe nur 1,35 Mill. cbm. Stauinhalt, ist also gegenüber der zu erwartenden Abflußmenge verhältnismäßig klein. Er hält die Reinigung des Wassers in allen Fällen grundsätzlich für erforderlich. Daß aber keine Gefahren bei ungereinigtem Wasser bestehen, zeigt der mehrjährige Betrieb in Nordhausen (s. S. 41).

Die im Betriebe vieler Talsperren seither gewonnenen und durch fortgesetzte wissenschaftliche Untersuchungen bekräftigten Erfahrungen haben immer wieder zu der

Wasserbedarf für die verschiedenen Zwecke der Talsperren.

81

gleichen für das Talsperrenwasser günstigen Erkenntnis geführt. Die Frage ist somit heute nicht mehr Grundwasser oder Talsperrenwasser, sondern Grundwasser und Talsperrenwasser. Beide Versorgungsarten werden im allgemeinen als gleichwertig angesehen und die Wahl — wo die technische Durchführbarkeit für beide Arten gegeben ist — wird im Einzelfalle durch die Kosten bestimmt sein. Ein großer Vorzug der Sammelbecken ist, daß man in jedem Augenblicke den Vorrat an Wasser übersieht und durch den Betrieb auf einen Ausgleich hinwirken kann. Bei der Grundwasserversorgung ist man über die Nachhaltigkeit des Bezuges im Ungewissen. Vielfach läßt ihre Ergiebigkeit im Lauf der Jahre nach.

Voruntersuchungen des Wassers: Die obigen Erörterungen lassen ohne weiteres erkennen, nach welchen Richtungen die Voruntersuchungen sich zu erstrecken haben, um zu prüfen, ob ein Bachwasser für Wasserversorgungen geeignet erscheint.

Wenn ein Tal für die Absperrung zur Trinkwassergewinnung in Aussicht genommen ist und sich für die Aufspeicherung eignet, so empfiehlt es sich, alsbald chemische und bakteriologische Untersuchungen an verschiedenen Stellen vorzunehmen und für längere Zeit in regelmäßigen Zeitabständen zu wiederholen. Ferner wird man die gelösten Rückstände im Wasser und den Gehalt an organischen Beimengungen bestimmen³). Es hat sich gezeigt, daß der Abdampfuugsrückstand des Talsperrenwassers etwa zwischen 50 und 100 mg auf 1 1 liegt.

Wärmemessungen im Wasser der zufließenden Bäche können diese Untersuchungen vervollständigen. Es empfiehlt sich, alle diese Ergebnisse mit den Eigenschaften der Trinkwasser in gut versorgten Städten in Vergleich zu stellen.

Ein besonderes Augenmerk ist den Zuläufen aus solchen Teilen des Niederschlagsgebietes zuzuwenden, die eine Bebauung zeigen. Die Beschaffenheit des Niederschlagsgebietes ist von größtem Einfluß auf die Güte des Wassers, und es ist der günstige Einfluß des Waldes auf die Eigenschaften des Wassers allbekannt. Eine starke Bebauung wird ein Gebiet für die Gewinnung von Trinkwasser verdächtig machen. Eine Prüfung des Niederschlagsgebietes muß also Hand in Hand mit diesen ersten Untersuchungen gehen.

Über die Maßnahmen zur Reinhaltung und Reinigung des Talsperrenwassers, falls letztere notwendig wird, s. § 46.

§ 11. Wasserbedarf für die verschiedenen Zwecke der Talsperren. Die

Frage des Bedarfs an Wasser für die verschiedenen, in § 1—7 erörterten Zwecke der Talsperren soll hier nur nach allgemeinen Gesichtspunkten und nur insoweit erörtert werden, um b.ei der Beschaffung von Trinkwasser, Kraftwasser, Bewässerungswasser oder von Wasser zur Kanalspeisung durch Talsperren Anhalt dafür zu gewinnen, wie groß man den Stauinhalt der Becken in jedem einzelnen Fall zu bemessen hat. Es soll also nur der Gang derartiger Aufrechnungen dargelegt werden, was am zweckmäßigsten an einigen Beispielen geschehen kann. Im übrigen muß für die notwendigen Unterlagen zur Berechnung des Bedarfs auf die Sonderbearbeitungen dieser Gebiete im Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften hingewiesen werden.

Es wird sich nur in Ausnahmefällen die Möglichkeit bieten, daß man für einen bestimmten Bedarf über ein Talbecken verfügt, das in seiner Leistungsfähigkeit, d. h. in dem Wasserabfluß und dem Ausgleichvermögen gerade genau den gestellten An-

forderungen entspricht. Es ist günstig, wenn der Wasservorrat größer ist als der Bedarf, dann ist man auf alle Fälle gedeckt. Aber andererseits sollte man bei der Anpassung eines Stauraumes an einen gegebenen Wasserabfluß nie leichtfertig Vorgehen und von dem Naturvorrat nur eben so viel nehmen, als man gerade braucht und den Rest ungenutzt abfließen lassen. Leider ist unter der früheren mangelnden Erkenntnis von dem großen Wert der natürlichen Energien oft nach diesem, der Raub Wirtschaft ähnelndem System verfahren worden, bis Erfahrung und bessere Einsicht darauf hinwiesen, möglichst alle Abflußmengen eines Tales zu fassen, gegebenenfalls unter Vereinigung mehrerer Zwecke in einer Talsperre. Wenn jedoch der Wasservorrat eines Niederschlagsgebietes nicht an den unumgänglichen Bedarf heranreicht, so wird man sich eben mit den gegebenen Verhältnissen abfinden und noch nach anderen Hilfsquellen suchen müssen, z. B. durch Hinzunehmen weiterer Niederschlagsgebiete oder durch Wärmekraftaushilfen bei Talsperren für Kraftzwecke.

Es erhellt aus diesen Ausführungen, daß meist nicht so sehr der Bedarf im Vordergründe steht, als die Klarstellung der Frage, welche Leistungsfähigkeit kann aus dem Wasserabfluß und den sonstigen natürlichen Bedingungen der Örtlichkeit gewonnen werden. Und in dieser Hinsicht hat eine genaue Prüfung vielfach einen reicheren Vorrat an Möglichkeiten aller Art in unseren Gebirgen erwiesen, als man zunächst geschätzt hatte, wobei sich oft überraschend ein Bild entrollte von der segensreichen Ausnutzung, die aus einer geordneten Wasserwirtschaft im Gebirge gewonnen werden kann.

Die Frage, ob ein bestimmter Bedarf gedeckt werden kann, wird vor allem zu erörtern sein, wenn es sich um die landwirtschaftliche Bewässerung, die Trinkwasserversorgung und etwa die Speisung von Schiffahrtskanälen handelt. Bei den Talsperren für Kraftzwecke geht die Untersuchung darauf aus, welche Leistungen können gewonnen werden. Auf eine gleiche Beschränkung wird man angewiesen sein bei den für die Aufhöhung des Niedrigwassers in schiffbaren Wasserläufen zu errichtenden Talsperren und bei den Hochwasserschutzsperren. Für die letzteren kommt es darauf an, zu bestimmen, wieviel Wasser zurückgehalten werden muß, um den Schaden durch Überschwemmung hintanzuhalten und darnach zu prüfen, ob Täler vorhanden sind, in denen dementsprechend groß bemessene Stauräume abgesperrt werden können.

Für den Bedarf an Wasser mögen folgende kurze Angaben einen allgemeinen

Anhalt bieten.

Bedarf für die landwirtschaftliche Bewässerung. Für die Zwecke der landwirtschaftlichen Bewässerung rechnet man für anfeuchtende Bewässerung einen Verbrauch von 1 1 auf 1 ha und 1 Sek., für düngende Bewässerung 10 1 und mehr auf 1 ha und Sek.

Bei der Syke-Bruchhausener Niederung (7425 ha) erhält jede Fläche jährlich im Frühjahr 14 Tage lang eine düngende Bewässerung von 15 1/sek. auf 1 ha. Im Sommer nach der Heuernte findet eine Anfeuchtung statt mit einem Wasserverbrauch von 1000 cbm auf 1 ha. Dies beides — Düngung und Bewässerung — entspricht einem Wasserbedarf von 1,2 1/sek. für 1 ha auf 180 Tage. Bei Beginn der Bewässerung im Frühjahr müßte man also über eine Wassermenge von

7425 • 1,2 • 86400 • 180 = rund 189 Mill. cbm verfügen können, die durch den Stauraum der Talsperre sicher zu stellen wäre.

Bei den Voruntersuchungen für die Vogesenstauweiher wurde auf Grund fünfzigjähriger Erfahrung der Wasserbedarf bei Mittel- und Niedrigwasser für ein Jahr und Hektar im Mittel zu 8000 cbm angenommen; diese Wassermenge verteilt sich auf drei Wässerungsperioden, nämlich eine Frühjahrswässerung im April, eine Sommerwässerung im Juni, Juli und August und eine Herbstwässerung im September, Oktober und November. Für die dritte Wässerung wird ausserdem die unbeschränkte Benutzung der Hochwasser gestattet¹). Die Frühjahrs- und Sommerwässerung hat ausschließlich den

ij F ec ht, Anlage von Stauweihern in den Yogesen, s. auch § 2.

Wasserbedarf für die verschiedenen Zwecke der Talsperren.

83

Zweck der Anfeuchtung, während die Herbstwässerung dem Boden die nötige Düngung zuführt. Weiteres hierüber siehe Teil III, Band VII dieses Handbuchs.

Bedarf für Trinkwasserversorgung. Der Bedarf an Trinkwasser, der für wasserwirtschaftliche Untersuchungen in der Regel auf den Kopf der Bevölkerung als Einheit bezogen wird, wobei dann der gesamte Verbrauch an Trink- und Gebrauchswasser, Wasser für öffentliche Zwecke wie Straßensprengung und Parkanlagen sowie für industrielle Zwecke mit inbegriffen ist, ist in den einzelnen Städten recht verschieden.

Solche Städte, die ihr Wasser aus Talsperren beziehen, liegen meist im Gebirge oder doch in dessen Ausläufern und der nächst gelegenen Ebene. Die Möglichkeit, hier ausreichenden Wasservorrat zu schaffen, ist oft eine schwierige gewesen, wie schon in § 3 näher ausgeführt wurde. Man wird also allgemein in solchen Gebirgs-städten eine gewisse Sparsamkeit im Wasserverbrauch beobachten können und dies bei den Voruntersuchungen berücksichtigen dürfen. Es sei erwähnt, daß für den Entwurf der Talsperre im Sengbachtale (Solingen) nach den Erfahrungen des früheren Wasserwerksbetriebes mittels Grundwasserversorgung angenommen werden konnte, daß für den Kopf der Bevölkerung einschließlich des Bedarfes an Wasser für die dortige bedeutende Industrie, eine mittlere Wassermenge von 18 cbm im Jahr ausreichen würde, das sind etwa 50 1 auf den Kopf und Tag. Solingen besaß damals 46000 Einwohner. Bei einer zukünftigen Größe der Stadt von 100000 Einwohnern, für welche das Werk bemessen wurde, war hiernach eine Gesamtabgabe von 1800000 cbm erforderlich. Zur Vorsicht wurde den Berechnungen ein Bedarf von 2 Mill. cbm jährlich zugrunde gelegt, und hierbei eine Verteilung auf die Monate angenommen, wie sie aus Tabelle 28a zu ersehen ist.

Tab. 28a. Wasserbedarf der Stadt Solingen für 100000 Einwohner (18 ebm/Kopf und Jahr). Verteilung des Wasserverbrauchs nach der aus dem Ergebnis des alten Wasserwerksbetriebes

hergeleiteten Art.

162000 145000 161000 160000 162000 170000

Januar. Februar März . .

April

Mai

Juni

Juli . . . August . September Oktober . November Dezember

. 184000 . 184000 . 180000 . 175000 . 162000 . 150000

2000000

Der monatliche Verbrauch im Sommer ist also etwa 9 v. H. des Jahresverbrauchs, im Winter

7,5 v. H.

In Nordhausen (30000 Einwohner) hatte sich aus der alten Wasserversorgung ein Bedarf von 100 1 für den Kopf und Tag der Bevölkerung ergeben, der für die Größenbemessung der Talsperre als maßgebend galt. Es wurde ferner eine zukünftige Einwohnerzahl von 45000 Seelen vorausgesetzt, sodaß sich hiernach der Jahresbedarf zu 45000 • 0,1 • 365 = 1642500 cbm berechnet.

Man tut gut, bei derartigen Berechnungen zu berücksichtigen, daß der Sommerbedarf, der für die Raumbemessung des Beckens in erster Linie maßgebend ist, ein etwas größerer als der Durchschnittsbedarf ist und für einen Sommermonat etwa 9 v. H. der Jahresabgabe beträgt. Mithin würden in den 6 Sommermonaten 9 • 6 = 54 v. H. aus der Talsperre gedeckt werden müssen.

Bei den Vorarbeiten für die Talsperre der Stadt Plauen wurde nach Maßgabe der Aufzeichnungen der Wasserabgabe für private und öffentliche Zwecke folgende Verteilung auf die einzelnen Vierteljahre angenommen¹).

I. Vierteljahr 20 v. H. des Jahresverbrauchs 28 v. H. „

32 v. H. „

20 v. H. „

Es sei bemerkt, daß sich in Plauen der Wasserverbrauch vor Errichtung der Talsperre sehr niedrig und zwar wie folgt gestellt hatte.

III.

IV.

99

99

99

Jahr

Täglicher Verbrauch in Litern für 1 Kopf der Bevölkerung

1896

23

1897

24

1898

27

1899

30

1900

33

1901

32

Bei den Voruntersuchungen für die alte 1889/91 erbaute Bemscheider Talsperre wurde eine Bevölkerungszunahme von 3,5 v. H. jährlich angenommen und darnach der größte Tagesverbrauch für die nächsten 18 Jahre berechnet. Es wurde ferner vorausgesetzt, daß sich mit der Zunahme der Bevölkerung auch der Wasserverbrauch und zwar von 70 auf 90 1 täglich für den Kopf steigern würde. Darnach ergab sich folgende Aufstellung¹):

Jahr

Einwohner

Verbrauch für 1 Kopf und Tag

Größter

Tages

verbrauch

cbm

3300

70

1895/96 1896/97 1897/98 1898/99 1899/1900 1900/01 1901/02 1902/03 1903/04 1904/05 1905/06 1906/07 1907/08 1908/09 1909/10 1910/11 1911/12 1912/13

Dieser Wasserbedarf wird aus der alten Talsperre im Eschbachtal und dem im Jahre 1908 fertiggestellten Sammelbecken von 6 Milk cbm Inhalt gedeckt (s. S. 14).

Für die Wasserversorgung der Stadt Komo tau, die ein Sammelbecken von 700000 cbm Inhalt besitzt, ist mit einem Verbrauch von 120 1 für den Tag und Kopf gerechnet²).

Der Tagesverbrauch deutscher Städte schwankt etwa zwischen 30 und 330 1 für den Kopf der Bevölkerung und beträgt im Mittel 110 13).

47 900 49 600 51300 53 100

55    000

56    900 58 900 61 000 63 100 65 300 67 600 70000 72 450 74 950 77 600 80 300 83 100 86 000

70

70

70

75

75

75

75

80

80

80

80

85

85

85

90

90

90

1)    Borchardt, die Remscheider Stauweiheranlage, S. 16.

²)    Journ. f. Gasbeleucht, u. Wasserversorg. 1905, S. 184.

3)    Gesundh.-Ing. 1905, S. 389; Glasers Ann. 1905, S. 200.

3500

3600

3700

4000

4200

4400

4600

4900

5200

5400

5600

6100

6400

6700

7200

7500

7800

Man wird hiernach den Tagesbedarf bei Versorgung aus Talsperren — wo genauere Anhaltspunkte nicht vorliegen — für kleinere deutsche Städte zu 50—80 1 für den Kopf und Tag annehmen dürfen. Größere Städte haben heute wohl ausschließlich schon zentrale Wasserversorgung, die bei Erweiterungen der vorhandenen Wasserwerksbetriebe Unterlagen für derartige Berechnungen bieten wird. In Amerika kommt nicht selten eine Abgabe von 300—4001 als Einheit vor. Es sei im übrigen bemerkt, daß sich ein starker Verbrauch wesentlich einschränkt, wenn man Wassermesser einführt und die Bezahlung nach dem tatsächlichen Verbrauch erfolgt. Die Erfahrung hat dies mehrfach erwiesen.

Weiteres s. Teil III Band III dieses Handbuches.

¹

   H. Glass, Gegen die Talsperren als Quelle der Trinkwasserversorgung der Städte, Barmen 1901.

²

²)    S. auch in der 4. Auf!.. Bd. III, S. 195 dieses Handbuches.

³

Weiteres hierüber s. im Teil III, Band III dieses Handbuches. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Bedarf für Kanalspeisung. Für die Planung von Kanälen kann man die Verluste in den Kanalhaltungen etwa in folgender Weise aufrechnen. Die Gesamtverluste setzen sich zusammen: 1. aus den Verdunstungs- und Sickerverlusten in der freien Strecke, 2. aus dem Bedarf der Schleusungen und 3. aus dem Sickerverlust an den Schleusentoren. Alle diese Verluste hängen mehr oder weniger von den Verhältnissen des Einzelfalles ab, im besonderen werden die Sickerverluste größer oder kleiner, je nach der Dichtigkeit des Kanalbettes und der Größe des Wasserdruckes, sein. Die Güte der Schleusenbauten und Genauigkeit der Ausführung der Schleusentore kann auf die hier eintretenden Verluste nicht ohne Einfluß sein, und der Bedarf an Schleusungswasser richtet sich nach dem Gefälle und den Abmessungen der Schleusen und der Anzahl der Schleusungen am Tage bzw. in der Schiffahrtsperiode. Die Verdunstungsverluste sind mit den klimatischen Verhältnissen verschieden; auch die Breite des Wasserspiegels ist zu berücksichtigen. Es kommt vornehmlich in Betracht, den Bedarf in der wärmeren Jahreszeit zu decken. Dann ist die Verdunstung am größten und die Hauptschiffahrt fällt auch in diese Zeit.

Es ist in Berücksichtigung aller dieser Umstände nur angängig, allgemeine Mittelwerte in Ansatz zu bringen. Man rechnet bei den preußischen Kanälen vielfach mit einer Verdunstungshöhe von 4 mm am Tage während der warmen Jahreszeit, im Jahresmittel mit 2 mm. Insgesamt werden bei diesen Voruntersuchungen für Verdunstung und Versickerung etwa 7—121/sek. für ein Kilometer Kanalstrecke in Ansatz gebracht. Die Undichtigkeit der Schleusentore wird im Mittel zu 5—10 l/'sek. für 1 m Schleusengefälle angegeben. Für die Ermittlung des Schleusungswassers kann man 15—20 Doppelschleusungen für Tagesbetrieb annehmen bei einer jährlichen Schiffahrtsdauer von 300 Tagen für die gemäßigte Zone. Für eine einfache Schleuse und ein 600 t Schiff kann man bei diesen Verkehrsverhältnissen etwa 0,07 cbm/sek. Wasserverbrauch auf je 1 m Schleusengefälle schätzen, falls Sparbecken mit 50 v. H. Nutzwirkung vorhanden sind. Bei Schleppzugschleusen von 10 m Breite und 165—170 m Länge beträgt der Schleusungsverlust etwa 0,3 cbm/sek. auf 1 m Gefälle, falls kein Sparbeckenbetrieb vorhanden ist.

Man darf hiernach den Gesamtwasserverbrauch für Kanäle mit 600 t Schiffen bei gutem Verkehr zu 20—25 1/sek. für 1 km annehmen. Die Deckung dieses Bedarfs aus Sammelbecken wird für eine Zeitdauer von 300 Tagen im Jahre zu sichern sein.

Siehe hierüber auch Teil III, Band V dieses Handbuches.

§ 12. Gesichtspunkte für die Wahl eines Talbeckens zur Wasseraufspeicherung. Im allgemeinen wird der Ingenieur bei der Auswahl eines Talbeckens an enge Grenzen gebunden sein. Die Frage der Wasseraufstauung darf man nicht losgelöst für sich untersuchen, sondern man muß sie in Einklang bringen mit sonstigen technischen und wirtschaftlichen Erfordernissen, die ein geplantes Talsperrenunternehmen stellt. Nicht überall, wo ein geeignetes Talbecken vorhanden ist, sind die Aussichten für den Kraftabsatz und die Erfüllung sonstiger Zwecke des Talsperrenbaues gegeben, wenn man zwar z. B. hinsichtlich der Kraftausnutzung nicht Bedenken tragen darf, bahnbrechend vorzugelien und das Bedürfnis hervorzurufen, wie auch die Erfahrung erwiesen hat, daß Verkehrswege eine Belebung des durchzogenen Gebietes im Gefolge haben pflegen.

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Es kann also der Ein wand erhoben werden, daß es nur einen akademischen Wert hat, Gesichtspunkte für die Wahl eines Aufspeicherungs-Tales aufzustellen. Immerhin soll dieser Gegenstand mit einigen Worten gestreift werden, soweit eine solche Erörterung für die allgemein wirtschaftliche Beurteilung im gegebenen Falle Bedeutung haben kann, indem, soweit im einzelnen die geologischen und Untergrundsverhältnisse in Betracht kommen, auf den § 15 verwiesen wird.

Für die Anlage von Talsperren erscheint vor allem vorteilhaft eine ausgedehnte Hochebene, in die viele Täler tief eingeschnitten sind. Solch eine Formation zeigt im wesentlichen das bergische Land am unteren Rhein im Gebiete der Sieg, Wupper und Ruhr. Es ist dies eine Gebirgserhebung, welche bis zu 400 m über dem Meere ansteigt. Die Gestaltung der Täler und die Geschlossenheit des rheinischen Schiefergebirges (Lenneschiefer) bietet für die Errichtung von Sammelbecken die ausgezeichnetsten Vorbedingungen.

Wesentlich anders und für diesen Zweck nicht so günstig ist vergleichsweise die Gebirgsgestaltung des Riesengebirges und der anschließenden Höhenzüge. Das Riesengebirge zeigt infolge seines plötzlichen Abfalles nach dem Hirschberger Tale nur eine beschränkte Möglichkeit zur Anlage von Staubecken. Einige wenige geeignete Talmulden, wie die von Marklissa und Mauer, haben sich in diesen Vorbergen finden lassen.

Als die geeignetste Stätte für diese Zwecke wird sich im allgemeinen das Mittelgebirge erweisen. Die Täler des Hochgebirges haben nur geringe Abmessungen. Die Sohlen der Täler haben ein steiles Gefälle, sodaß mit den Abschlußwerken nur verhältnismäßig geringe Stauräume gewonnen werden können. Zudem ist die Talsohle meist in Bewegung, die steil herabstürzenden Wassermassen führen viel Gerolle, das die Beckenräume in kurzer Zeit vollfüllen würde. Die Erfahrung lehrt, daß z. B. die Hochgebirge der Schweiz und in Tirol die für die Wasseraufspeicherung notwendigen Vorbedingungen nur in geringem Maße erfüllen.

Auch die Ebene hat in dieser Hinsicht keine Bedeutung, weil die Becken große und landwirtschaftlich meist wertvolle Flächen überdecken müßten, also hier die Geldaufwendung im allgemeinen nicht in Einklang zu bringen ist mit dem zu erzielenden Nutzen. Immerhin hat z. B. die Notwendigkeit, die Trinkwasserversorgung einer großen Bevölkerung zu sichern, die Stadt Königsberg i. Pr. dazu geführt, Teichanlagen von zusammen mehr als 7 Mill. cbm Stauinhalt, die durch Erddämme abgeschlossen sind, zu errichten. Noch in neuester Zeit sind diese Staubecken vergrößert worden. Auch bei Danzig ist an der Radaune ein Becken von 3,4 Mill. cbm Inhalt für Kraftzwecke erbaut¹). Die für die Aufbesserung der Wasserstände der Oder geplanten Becken (s. S. 24 u. 32) sollen ebenfalls im Flachland auf Alluvial- und Diluvialboden erbaut werden.

An Täler, die zur Aufsammlung großer Wassermassen dienen sollen, wird man allgemein folgende Hauptforderungen stellen müssen: Die Kosten für das Absperrbauwerk müssen in günstigem Verhältnis stehen mit der Größe des gewonnenen Stauraums, d. h. das Sperrwerk muß an einer engen Stelle des Tales errichtet werden, und es ist vorteilhaft, wenn sich dahinter ein großes Talbecken öffnet.

G Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 1079.

Eine Einschnürungsstelle mit hohen, steilen Berghängen ergibt naturgemäß ein billigeres Bauwerk als ein breites Tal mit flachen Hängen, weil geringere Mauermassen einzubauen sind, um die Talöffnung zu verschließen. Vorteilhaft ist ein in der Sohle flach ansteigendes Tal mit kesselartiger Erweiterung oder Gabelung oberhalb der Absperrstelle und mit einer Umgrenzung von hochragenden Hängen. Das Verhältnis des Stauinhaltes zur überstauten Fläche wird dabei ein günstiges sein und die Grunderwerbskosten halten sich auf geringster Höhe. Das Umgekehrte ist naturgemäß bei einem großen flachen Becken, das zudem vermehrte Verluste durch Verdunstung auf der breiten Wasseroberfläche nach sich zieht. Die Vereinigungsstelle mehrerer Täler darf aus dem erwähnten Grund immer auf besondere Beachtung als Abschlußstelle für ein Sammelbecken rechnen.

Wegmann¹) macht allerdings darauf aufmerksam, daß nicht immer die engste Talenge die geeignetste für den Bau der Talsperre ist. Eine nicht tiefe Lage und eine gute Beschaffenheit des Felsens sind sehr oft bestimmend für die Wahl der Stau-

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Abb. 28. Lageplan der Möhnetalsperre (Ruhrgehiet). Ungef. Maßstah 1 : 75000.

stelle. Aus diesem Grunde kann unter Umständen — wenn die Tiefenlage des Felsens wechselt — eine gebrochene Linienführung billiger als eine gerade oder gekrümmte Mauer werden.

In sehr günstiger Weise bietet das Möhnetal die Möglichkeit der Stauung. Abb. 28 u. 29. Die Talsperre gelangt 12 km oberhalb der Mündung der Mohne in die Ruhr zur Ausführung und das Talgefälle der nächsten 12 km im Staubecken oberhalb beträgt durchschnittlich nur 1:884. Zudem gabelt sich das Tal wenig oberhalb der Absperrstelle in zwei breite geräumige Becken. Es konnte somit durch eine Stauung von 31 m ein Stauraum von 130 Mill. cbm geschaffen werden. Die Länge der Mauer ist 632 m. Es kostet nach dem Anschläge 1 cbm Stauinhalt 16,2 Pfg., bezogen auf die Gesamtkosten des Unternehmens. (S. Tab. 4.)

In einem abzusperrenden kleinen Seitental empfiehlt es sich, unter sonst gleichen Umständen die Sperrmauer möglichst an die Ausmündung in das Haupttal heranzulegen, um das abzufangende Niederschlagsgebiet voll auszunutzen. Ein Beispiel hierfür bietet u. a. das Mescheder Staubecken. (Ruhrgebiet.) Dieser Gesichtspunkt wird in erster Linie dort gelten, wo es sich um freien Ablauf des Talsperrenwassers für Bewässe-

!) Design and Construction of Dams.

rung, Speisung von Schiffahrtskanälen und sonstige Schiffahrtszwecke oder als Zuschuß zum Betriebswasser eines Baches handelt. Wenn aber, wie in Solingen, der Druck des aufgestauten Wassers in geschlossenen Rohrleitungen zum Kraftwerk hingeführt wird und in seinen Turbinen und Pumpen zur Ausnutzung kommt, so muß die Frage auftauchen, ob nicht die Verschiebung der Lage der Talsperre weiter hinauf in das Tal Vorteile bringt, wenn dadurch an Kraftgefälle gewonnen werden kann und sich dort gleich günstige Verhältnisse hinsichtlich des Untergrundes und des Geländes bieten. Die Möglichkeit, durch eine solche Verschiebung des Absperrwerkes talaufwärts den bedeutenden Gewinn an Kraftgefälle von 20 m zu erzielen bei unwesentlichem Verlust Wasserabflußmengen, gab hier den Ausschlag für die Wahl der oberen Talenge. Näheres über diese Voruntersuchungen für das Staubecken im Sengbachtal s. Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 306.

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Um den Wasserhaushalt günstig zu gestalten, ist es erwünscht, ein regenreiches Niederschlagsgebiet abzusperren, dessen Wasserabfluß noch wenig verwertet wird, um

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Abb. 29. Höhenplan der Möhnetalsperre.

die Entschädigungen für Wasserentziehung möglichst auszuschalten. Der Untergrund des Talbeckens muß dicht sein, um Wasserverluste zu vermeiden und für den Bau des Absperrwerkes muß eine geschlossene und feste Gründungssohle vorhanden sein. Wenn sich in unseren Mittelgebirgen zwar viele Talmulden finden, die diesen Bedingungen genügen würden, so ist doch die starke Bebauung in wirtschaftlicher Plinsicht oft ein Hindernis für die Wasserstauungen. Der Ankauf von wertvollen Ländereien, Gehöften oder gar Dörfern, wie das letztere u. a. für den Bau der Edertalsperre notwendig geworden ist, beeinträchtigt naturgemäß den Ertrag solcher Unternehmungen oder kann ihre Ausführung vielleicht überhaupt unmöglich machen. Wirtschaftliche Aufrechnungen werden da im Einzelfall die Unterlage für die Entscheidung abgeben müssen. Die Kosten des Grunderwerbs betragen daher in der Regel einen ansehnlichen Teil der Gesamtbaukosten.

In der Nähe der Baustelle von Talsperren in Mauerwerk muß ein brauchbares und schweres Steinmaterial möglichst über Mauerkrone gewonnen werden können, um die Querschnittsabmessungen in mäßigen Grenzen zu halten und um die Bausteine, dem Schwergewicht folgend, zu fördern. Ferner muß die Baustelle für den Transport der sonstigen Baustoffe gute Zuwegungen, am besten Eisenbahnanschluß möglich machen.

Staubecken für Trinkwasserversorgung wird man möglichst in nicht zu großer Entfernung vom Verbrauchsorte anlegen, um an Länge der Rohrleitungen für die Zu-

ftthrung des Wassers zu sparen. Man wird ferner bemüht sein, ein Tal ausfindig zu machen, das durch nicht starke Bebauung des Niederschlagsgebietes und den Mangel an Fabriken, die eine Verunreinigung des Wassers hervorrufen könnten, die Möglichkeit der Entnahme eines guten Trink- und Brauchwassers bietet. Zunächst wird man bestrebt sein, ein Tal zu suchen, aus welchem das Wasser mit natürlichem Gefälle dem Versorgungsgehiet zugeführt werden kann. Bei einer hohen Lage der Stadt, wie diese z. B. Remscheid, Solingen u. a. haben, ist dies nicht möglich und man ist genötigt, das Versorgungswasser durch eine Pumpenanlage zu heben. Aus dem Staubecken von Barmen im Herbringhauser Tal und dem der Stadt Nordhausen a. H. im Langental fließt das Wasser dagegen dem Schwergewicht folgend, den Verwendungsstellen zu. Bei Nordhausen wird in einer, in die Rohrzuführung eingeschalteten Kraftanlage sogar noch ein Gefälle von 192 m nutzbar gemacht (s. S. 41). In Herbringhausen hat man auf die Ausnutzung der unteren 10 m verzichtet, um das natürliche Gefälle nach der Stadt verwerten zu können. Die Filteranlagen sind etwa in halber Höhe der Stauhöhe am Berghang angeordnet.

Staubecken, die für die Kraftgewinnung bestimmt sind, wird man nach Möglichkeit ebenfalls in nicht zu großer Entfernung vom Gebrauchsort suchen müssen. Je nachdem die Gestaltung der Gelände- oder sonstigen Verhältnisse die Lage des Kraftwerkes bedingen, spart man dann an Länge der Zuleitung von der Talsperre zum Kraftwerk oder an den Kosten für die Fernübertragung der elektrischen Energie und Kraftverlusten. Nicht ohne Interesse für derartige Überlegungen sind die Voruntersuchungen, die in Verbindung mit der Kraftausnutzung an dem Sammelbecken der Stadt Nordhausen a. Harz angestellt wurden (s. d. Verf. Schrift: Die Ausnutzung d. Wasserkräfte. II. Aufl. S. 417). Wo es sich um die freie Abgabe des Wassers der Talsperre für die Aufhöhung des Niedrigwassers der Triebwerke zu Bewässerungs- oder Schiffahrtszwecken handelt, darf man die Verdunstungs- und Versickerungsverluste auf dem Wege bis zur Wasserverwertung nicht außer acht lassen. Andererseits ist es vorteilhaft, mit solchen Talsperren möglichst hoch hinauf in das Quellgebiet zu gehen, um an Gefälle des abströmenden Wassers in dem Triebbach bis zu seiner Einmündung in den Hauptfluß zu gewinnen.

Diese Überlegung weist weiter darauf hin, daß es bei Sammelbeckenanlagen für Kraftzwecke günstig ist, die Talsperre an einen Knickpunkt des natürlichen Talgefälles zu verlegen, um in einer anschließenden Rohrleitung Druckgefälle zu erschließen. Ein schwaches oberes Gefälle läßt mit geringer Stauhöhe einen großen Stauraum erhoffen, während das anschließende starke Gefälle eine gute Kraftnutzung sichert. Auch dort, wo das Becken der Aufhöhung des Niedrigwassers, der Trinkwassergewinnung oder irgend anderen Zwecken dienen soll, wird es vorteilhaft erscheinen, auf die Kraftverwertung in dieser Weise zu rücksichtigen, ohne die anderen Interessen zu schädigen. Die neueren Talsperrenunternehmungen lassen durchweg dieses Bestreben erkennen, und man sieht kaum noch ein großes Becken errichten, das nicht mit einem zentralen Kraftwerk verbunden wäre. Die Kraftverwertung ist eben mehr denn jede andere Art der Nutznießung berufen, die Rentabilität derartiger Werke zu sichern oder wenigstens zu fördern. Besonders hat die Erschließung großer Gefälle dort wirtschaftliche Bedeutung, wo nur ein kleines Niederschlagsgebiet mit entsprechend geringem Wasser Vorrat zur Verfügung steht.

Auch die Becken für Bewässerung werden mit Vorteil dort errichtet werden, wo unterhalb einer geeigneten Absperrstelle sich breite Täler mit reichem landwirtschaftlichen Anbau öffnen. Dies ist im besonderen der Fall, wenn nach dem Durch-

bruch eines Gebirges die Hänge zurücktreten und sich zu einer breiten Landschaft erweitern. Ein kennzeichnendes Beispiel in dieser Hinsicht bietet der Lageplan der Talsperre von San Roque (Abb. 2 auf S. 6).

Auf ein bestimmtes Tal ist der Ingenieur bei der Anlage eines Hochwasserschutzbeckens angewiesen. Es ist eine unerläßliche Vorbedingung, daß sich in einem gefährdeten Tal eine geeignete Stelle zum Bau eines Schutzbeckens findet, wenn der Gedanke der Wasserzurückhaltung nutzbringende Anwendung finden soll. Bei diesem Hochwasserschutz liegt nicht allein die Aufgabe vor, die Wassermengen, die im Tal verheerend herabfließen würden, aufzusammeln, sondern es muß vor allem auch ihre Gewalt gebrochen werden. Das führt dazu, die Becken möglichst in die Nähe der Gebirgs-kämme zu verlegen, weil dort der Angriff am größten ist. Dort finden sich die steilsten Hänge und in diesen oberen Bezirken pflegen die größten Niederschläge zu fallen. Es vereinigen sich    also    zwei    Momente, um eine    höchste schädigende Wirkung herbeizuführen. Hier    muß    man    die lebendige Kraft    des Wassers zu bändigen suchen,    um

Menschen, Ortschaften und Ländereien zu schützen¹). Wie aber schon oben ausgeführt wurde, finden sich in diesen Höhenlagen in der Regel wenig geeignete Täler, um Sammelbecken von genügendem Stauranm mit nicht unverhältuismäßigen Mitteln hersteilen zu können. Oft liegen auch bedeutende Schuttmassen in den Tälern anfgehäuft, welche die Gründung der Mauern schwierig und teuer machen. Noch ein anderer Umstand kommt hinzu.    Man    muß    bedenken, daß man    mit solchen Becken in der Nähe    der

Wasserscheiden    immerhin    nur verhältnismäßig    kleine Gebiete faßt, also auch nur    be

schränkte Wirkungen erzielen kann.

Es wird aus diesen Darlegungen hervorgehen, daß es nicht immer leicht ist, geeignete Täler für die Errichtung von Hochwasserschutzbecken zu finden. Man wird in erster Linie solche Punkte ins Auge fassen müssen, wo die meist engen, noch in ihrer Ursprünglichkeit gehaltenen Schluchten am Fuß der Hochgebirge in die breiteren angebauten Täler der Vorgebirge übergehen. Man kann erwarten, daß hier ein möglichst großer Schutz vieler Vermögensbestandteile erreicht wird. Einen Anhalt für diese Beurteilung mag der Plan (Abb. 11 auf S. 32) geben, aus dem die Lage der bedeutendsten schlesischen Hochwasserschutzbecken von Mauer, Marklissa und Buchwald ersichtlich ist. Intze gelangte zu der Wahl dieser Stellen auf Grund sehr ausgedehnter Voruntersuchungen. Hier konnten gewaltige Niederschlagsmassen gefaßt, sowie große Becken — die genannten drei Becken fassen zusammen fast 70 Mill. cbm — sicher angelegt werden.

Eine weitere Frage ist, ob die Zerlegung eines großen Stauraumes in Einzelbecken — sofern die Geländegestaltung dies gestattet — für die Ausnutzung der Wasservorräte vorteilhafter ist als die Ausführung eines einheitlichen Weihers. Diese Entscheidung kann Bedeutung haben, wenn der volle Absatz des Nutzwassers aus der Talsperre zunächst nicht zu erwarten ist. Der allmähliche staffelartige Ausbau der Becken würde unter Schonung des gegenwärtig aufzuwendenden Geldes es möglich machen, der Entwicklung des Unternehmens schrittweise zu folgen. Eine solche Teilung des Niederschlagsgebietes ist z. B. vorhanden bei der neuen Anlage für die Wasserversorgung der Stadt Birmingham (England). Das gesamte Niederschlagsgebiet von 184 qkm enthält 6 Becken von 6 bis 35 Mill. cbm Stauinhalt, wovon je drei übereinander errichtet sind. (Engineering 1904 II S. 103.) Solche Zerlegung hat ferner das Wasserversorgungs- und

Yortrag am

Kraftwerk der Stadt Genua (Allgem. Bauz. 1906 S. 37) und die neue Wasserversor-gungs- und Kraftanlage der Stadt Chemnitz. Hier werden nach vollem Ausbau drei Talsperren in drei Staffeln übereinander vorhanden sein. Auch die Solinger Talsperrenanlage hat einen derartigen Staffelbau, bei dem das Yorbecken von 100000 cbm und das große Becken von gefülltem Becken nacheinander geschaltet sind (Abb. 30). Der Grund war hier, in dem kleinen Becken eine Reserve zu schaffen, falls das Hauptbecken einmal für kurze Zeit außer Betrieb gesetzt werden muß.

3 Mill. cbm Stauraum mit etwa 1 m Wasserspiegelunterschied bei

yi

tÆm

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Abb. 30. Staffelförmiger Ausbau der beiden Sammelbecken der Stadt Solingen. Das obere Vorbecken ist durch einen Staudamm mit Betonkern, das Hauptbecken durch eine gemauerte Sperre abgeschlossen (s. S. 38).

Abb. 31 zeigt die hintereinander geschaltete Anlage zweier Staubecken am St. Louis-Fluß bei Duluth (Nordamerika). Das Kraftwerk I dient zum Teil dem Bergwerksbetriebe, zum Teil Kraft- und Lichtzwecken in Duluth, St. Paul und Minneapolis nach Fernübertragung auf 25 bzw. 200 km²). Die Anlage leistet bei vollem Ausbau 104000 PS. mit 8 Turbinen von je 13000 PS.

Wenn man erwägt, daß große Becken sich gemeinhin für die Einheit (cbm) des gestauten Wassers billiger stellen als kleine Weiher und einen besseren Ausgleich des

AVasserabflusses und der Gefällhöheu ermöglichen, sowie daß bei jenen em einheitliches Zentralwerk geschaffen werden kann, während im anderen Fall Einzelwerke mit dezentralisiertem Betriebe errichtet oder lange kostspielige Kohrleitungen nach dem Zentralwerke hergestellt werden müssen, so wird ein einheitliches Becken vorteilhafter erscheinen. Immerhin kann man hier keine allgemein gültige Regel aufstellen. Die Untersuchung muß bei gegebenen Vorbedingungen an der Hand eines Wasserwirt-schafts- und Betriebsplanes und auf der Grundlage von vergleichenden Kosten- und Ertragsberechnungen erfolgen. Als Aushilfsmittel kann in Betracht kommen, die Abmessungen der Sperrmauer für ein großes Becken nach Höhe und Sohlenbreite für den endgültigen Ausbau festzulegen, aber die Mauer vorläufig nur in teilweiser Höhe

I.Staubecken

E. Staubecken

Überlaufwehr-^s!

Damm 336m lang 10m hoch

¹Einlaßschleuse

Vorbecken

In Aussicht genommenes . Stauwerk von 21 m Höhe

krafthaus

//

nraft ha us

104000 PS. (8 Turbinen je 13000 PS.)

I.Damm, 10m hoch

Stau beckenspieae! „

r    r J / Kana/Wasserspiegel

Druckleitungen. 8 Rohre von 2,1 m Durchm. krafthaus I Gefä/Ishöhe 115m

E.Damm 21,0 m hoch

Krafthaus E

Abb. 31. Zwei hintereinander geschaltete Stauhecken am St. Louis-Fluß bei Duluth. Ungef. Maßstab 1 : 100 000.

herzustellen und die Vollendung der künftigen Entwicklung zu überlassen. Vom Standpunkte der Technik, d. h. soweit die Güte des Mauerkörpers der Talsperre, die dadurch in gewissem Grade eine trennende Schicht im Inneren erhält, in Betracht kommt, ist ein solches Verfahren allerdings nicht gerade erwünscht. Und es liegt die Gefahr vor, daß durch den unvollständigen Ausbau der vorhandene AVasserreichtum für alle Zeiten unvollständig ausgenutzt bleibt. Das bedeutet aber die Vergeudung nationalen Gutes.

Zweckmäßig kann es sein — besonders wenn unmittelbar oberhalb der Staugrenze eine Ortschaft liegt — den letzten Zipfel des Beckens durch einen Damm mit festem Überlauf oder auch mit beweglicher Wehröffnung abzuschließen, um hier oben ständig ein Wasserbecken zu halten und die Unannehmlichkeiten zu vermeiden, die entstehen, wenn eine Fläche abwechselnd überstaut wird und trocken liegt. Bei einigen älteren Becken haben die hierdurch hervorgerufenen Mißstände (Ausdünstungen) zu Klagen der Anwohner Anlaß gegeben (Lingese-Talsperre).

Nachdem man auf Grund dieser Vorermittlungen geeignete Talbecken festgestellt und in Uebersichtskarten usw. zusammengestellt hat, ist es zweckmäßig, die als besonders vorteilhaft erscheinenden Täler einer genaueren Untersuchung zu unterziehen, um eine engere Auswahl zu treffen, da es meist nötig sein wird, sich bei gegebenen finanziellen Mitteln mit einem abgegrenzten Gebiet für die Verwirklichung abzufinden. Man kann dabei schon hinsichtlich der Stauflächen, der notwendigen Mauermassen des Absperrwerkes für die verschiedenen Stauhöhen und der Beurteilung des

Untergrundes fiir die Gründung des Bauwerkes der Grunderwerbskosten usw. Unterlagen für zu treffende Kostenschätzungen finden. Das Ergebnis sollte in übersichtlichen Zusammenstellungen vereinigt werden.

Es sei zur Beleuchtung der Entwicklung, die derartige Vorarbeiten zu nehmen pflegen, bemerkt, daß nach den Feststellungen von Intze im Gebiet des Bober und Queis über 100 Sammelbecken an sich möglich sind. Davon wurde zunächst eine Auswahl von 19 Becken getroffen, die man näher untersuchte. Ausgeführt sind 16 Becken (s. S. 31).

§ 13. Allgemeine Erörterungen über die Größe des Stauraunies für den Ausgleich des Wasserabflusses. Die genaue Größenbestimmung eines Sammelbeckens wird stets unter Anhalt an die gegebenen wasserwirtschaftlichen Verhältnisse durch Aufstellung eines Wasserwirtschaftsplanes zu geschehen haben. Bevor in die Erörterungen über solche Betriebspläne eingetreten wird, mag es zweckmäßig erscheinen, einige allgemeine praktische Gesichtspunkte für die Beckengröße, wie sie sich aus der Erfahrung ergeben haben, mitzuteilen, weil man für Voruntersuchungen oft genötigt ist, den Stauraum ohne tieferes Eindringen in die Unterlagen zu wählen und weil diese selbst oft fehlen. Auch für einen genauen Betriebsplan wird man stets den Inhalt zunächst abschätzen und seine zutreffende Größe dann durch die wasserwirtschaftlichen

Aufrechnungen des Wasserwirtschaftsplanes prüfen und nachweisen müssen.

wasserarme

schaffen. Auf der anderen Seite

zu

Bestimmend für den Stauinhalt eines Sammelbeckens sind die Größe der jährlichen Zuflußmenge, der Wechsel des Zuflusses zum Becken und die Art der Entnahme daraus. Diese drei Größen müssen bei der Bemessung des Stauinhalts so in Einklang miteinander gebracht werden, daß der höchstmögliche Nutzen aus der Anlage erzielt wird. Das Becken darf nicht so groß angelegt werden, daß es sich niemals füllt, andererseits bedeutet jeder Uber die Wassertreppe laufende Wassertropfen verlorene Energie. Wenn der Zufluß sich in allen Jahren und in den Jahreszeiten entsprechend gleich bliebe und die Entnahme in genau geregelter Weise stattfände, so würde diese Frage zu einer einfachen Rechenaufgabe. Allein beides ist nicht der Fall. Der Wasserreichtum der einzelnen Jahre und seine Verteilung im Jahreslauf ist sehr verschieden. Es kann darum unter Umständen erwünscht sein, den Ausgleich nicht nur für einen Jahreslauf zu schaffen, sondern man wird vielfach gut tun, sofern dies mit wirtschaftlichen Mitteln angängig ist, den Überfluß eines oder mehrerer wasserreichen Jahre für Zeiten aufzuspeichern. Man wird sich allerdings im allgemeinen damit begnügen müssen, den Ausgleich für ein trockenes Jahr

ist die Entnahme aus dem Becken eine wechselnde. Am regelmäßigsten ist sie noch bei Trinkwasser- und zentralen Kraftanlagen. Hier soll eine auf alle Tage des Jahres annähernd gleichmäßig oder nach bestimmtem Verhältnis verteilte Entnahme ermöglicht werden. Da ist es notwendig, die beobachtete längste Trockenzeit eines Sommers zugrunde zu legen, um die zur Ergänzung auf das Jahresmittelwasser fehlende Wassermenge, welche aufgespeichert werden muß, zu berechnen. Von Bedeutung ist deshalb das Ergebnis der Messungen an der Remscheider Stauweiheranlage in dem außerordentlich trockenen Sommer 1904.

war

schlage.

großen Gebiet 1381500 cbm betrug, sind nur 152 160 cbm = 11 v. H. zum Abfluß ge-

Aus der nachstehenden Tabelle 29 geht hervor, wie gering der sommerliche Abfluß der im September auf 1,7 v. H. herabging, trotz der nicht unwesentlichen Nieder-Während in den 6 Monaten Mai bis Oktober die Regenmenge in dem 4,5 qkm

langt. Hiervon sind nach dem Bericht von Borchardt 117 700 cbm im Becken verdunstet, so daß nur ruud 34000 cbm tatsächlich nutzbar wurden. Dieser geringe Abfluß tritt ganz zurück gegenüber dem gesamten Jahresabfluß und würde bei einer sicheren Rechnung gleich Null angenommen werden müssen. Das heißt, der Beckeninhalt muß so groß bemessen werden, daß man damit die Wasserabgabe während der sechs Monate sommerlicher Trockenheit decken kann, ohne neuen Zufluß zu erhalten. Allerdings ist der Untergrund des Kemscheider Gebietes sehr undurchlässig. Es ist fester Lehm-und Tonboden, das Verwitterungsprodukt des Schiefergesteins. Das deutet der große Abfluß in den Wintermonaten an. Es findet somit im Winter keine nachhaltige Speisung des Untergrundes statt. Grundwasser ist im Sommer fast gar nicht vorhanden. Die Quellen versiegen, und der sommerliche Niederschlag verdunstet und wird von dem Pflanzenwuchs aufgezehrt. Aber doch ist das Remscheider Ergebnis für ähnliche Verhältnisse bemerkenswert.

Tabelle 29. Abflußmengenmessungen an der Remscheider Talsperre im Jahre 1904.

Größe des Niederschlagsgebietes : 4,5 qkm.

Jahr 1904

Gefallene Niederschläge in cbm

Im Stauweiher

Verhältnis der

Abflußmengen aufgefangene ; den Nieder.

Wassermengen schlägen in j Hundertsteln

Bemerkungen

in cbm

Januar Februar März .

April

Mai

Juni.....

Juli.....

August . . . September. . Oktober . . . November . .

373 500 755100 409 950 276 300 186 750 311400 186 300 164 250 159 300 373 500 651 600

307 640 791 740 248150 335 020 79 630 31120 9 480 4 410 2 770 24 750 262 340

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11 v. H. ira Durch-> schnitt dieser sechs Monate.

auf diesem Gebiet an Erfahrungen

In der ersten Entwicklungszeit des neueren deutschen Talsperrenbaues hielt man dafür, daß in unseren deutschen Mittelgebirgen für kleine Niederschlagsgebiete hierfür ein Stauraum von ²/₅ bis y₃, für größere Gebiete, etwa über 100 qkm mit gleichmäßigerem Wasserhaushalt, von ¹/₄ der mittleren Jahresabflußmenge genügt. Jedoch hat die Erfahrung gelehrt, daß mit den so bemessenen Stauweihern ein nicht ausreichender Ausgleich geschaffen werden kann. Man ist zu größeren Räumen übergegangen und es ist bemerkenswert, daß Intze so reich -— bei seinen letzten Plänen den Stauinhalt ziemlich hoch bemessen hat, z. B. hat er für die Neyetalsperre den Stauiuhalt auf 65 v. H. der Jahresabflußmenge festgelegt.

Wie die Betriebserfahrungen bei Talsperren für Wasserversorgungszwecke ergeben haben, ist es zur Erzielung guter Erfolge wichtig, die Größe des Staubeckens so zu bemessen, daß über den durch den tatsächlichen Wasserbedarf bedingten Kaum noch ein weiterer Stauinhalt vorhanden ist, der auch bei stärkster Inanspruchnahme eine geringste Wassertiefe von etwa 10 m im Becken allezeit sichert, so daß dem Trinkwasser stets die erforderliche Keinheit und Kühlheit erhalten bleibt.

Sehr schwankend aber ist der Betrieb bei Sammelbecken, die der Aufhöhung des Niedrigwassers dienen. Hier wird das Wasser nur abgelassen, wenn den Werken das natürliche Triebwasser fehlt. Der Betrieb des Beckens muß sich also dem Wechsel der Niederschlags- und Abflußmengen anpassen und ist daher wie diese sehr veränderlich. Hier hat die an den bisher ausgeführten Talsperren gewonnene Erfahrung gezeigt, daß die Größe der Becken im Wuppergebiet etwa i/₃ bis i/₂ des Jahresabflusses betragen müsse, um die dort im Jahreslauf auftretenden Schwankungen des Wasserabflusses zweckmäßig auszugleichen. Der Stauinhalt der Möhnetalsperre, die der Aufhöhung des Niedrigwassers an der Ruhr dient, ist mit 130 Mill. cbm = 53 v. H. des mittleren jährlichen Zuflusses von 245 Mill. cbm gewählt. Ein Grund für diesen verhältnismäßig reichlich bemessenen Stauinhalt lag u. a. darin, daß man in gewissem Umfange einen Ausgleich über Jahre schaffen wollte. Es kann dann in normalen Jahren ein V asservorrat gehalten werden, um daraus besonders trockene Jahre zu unterstützen. Immerhin erscheint der gewählte Stauraum in Anbetracht, daß es sich um ein Niederschlagsgebiet von 416 qkm handelt, sehr reichlich bemessen. In einem so bedeutenden Einzugsgebiet findet erfahrungsgemäß von Natur ein mehr gleichmäßiger Wasserabfluß statt¹).

Unter besonderen Gesichtspunkten sind solche Staubecken zu beurteilen, welche dem Hochwasserschutz dienen. Bei diesen ist die Beckengröße umgrenzt durch die Forderung, daß die Schadenwassermenge der größten zu erwartenden Hochflut zurückgehalten werden soll. Hierfür genügt im allgemeinen ein Aufspeicherungsraum von 6 bis 10 v. H. der jährlichen Abflußmenge.

Noch unübersichtlicher wird der Gegenstand bei Becken, die verschiedenartigen Zwecken zugleich dienen sollen. Wenn dieselbe Anlage für die Aufhöhung des Niedrigwassers, der Kraftgewinnung und Trinkwasserversorgung und etwa auch für den Hochwasserschutz errichtet werden soll und wenn noch der Kraftgewinn aus dem Becken mit einer anderen in ihrer Größe wechselnden Kraftquelle, z. B. eines Flusses, Zusammenarbeiten soll, dann treten in der Rechnung so viel unbekannte und veränderliche Größen auf, daß eine rein theoretische Ermittlung des Stauinhaltes gewagt erscheint oder unmöglich wird. Man wird in solchem Fall gut tun, unter Anhalt an Erfahrungssätze und Betriebsergebnisse für die Beckengröße eine Annahme zu machen und muß dann, indem man die bestimmenden Grundgrößen soviel als möglich festzulegen sucht und die ungünstigsten Bedingungen zugrunde legt, prüfen, ob die gewählte Beckengröße einen solchen Ausgleich der Abflußmengen schafft, daß die beabsichtigte Leistung erzielt wird. Je nach dem Ergebnis wird, in Gegenüberstellung der technischen Möglichkeit und der wirtschaftlichen Richtigkeit, der Stauraum größer oder kleiner zu wählen sein, immer aber darf man hierbei nicht außer acht lassen, daß es erfahrungsgemäß vorteilhaft ist, ein Sammelbecken eher zu groß als zu klein anzulegen. Ein größerer Ausbau ist innerhalb gewisser Grenzen meist nur mit geringen Kosten verknüpft, weil durch jedes obere Meter der Sperrmauer ein unverhältnismäßig großer Stauraum gewonnen wird, während eine zu klein angelegte Talsperre dauernd eine verfehlte Anlage bleibt, da eine nachträgliche Aufhöhung der Sperrmauern und somit Vergrößerungen des Stauinhaltes meist schwer ausführbar sind.

Ö Diese und die späteren Angaben über die Mohne - Talsperre dankt der Verfasser zum Teil dem ihm von Regierungsbaumeister a. D. Link frenndlichst überlassenen Erläuterungsbericht, zum Teil seiner Mitwirkung bei der Prüfung des Entwurfs im preuß. Ministerium der öff. Arb.

Der Fassungsraum eines Beckens vergrößert sich in ungleich stärkerem Verhältnis als die Höhe der Sperrmauer wächst, da die Becken einer auf die Spitze gestellten Pyramide vergleichbar sind. Die Abb. 32, die in dieser Hinsicht zu verallgemeinernde Bedeutung hat, läßt erkennen, wie die Zunahme des Stauinhalts bei wachsender Stauhöhe durch eine Kurve mit steil ansteigendem Ast dargestellt wird. i2,5 In den oberen Teilen wird loooooo io,o mit jedem Meter Stauhöhe 750000 7,5 ein wesentlich größerer Stau-50 raum als im unteren Teile gewonnen; also sind die anteiligen Kosten des Mauerwerks bezogen auf 1 cbm Nutzraum des Beckens geringer. Dazu kommt, daß den ausschlaggebenden Teil

die Grunderwerbskosten der wertvollen Wiesenflächen der Talsohlen bilden. Diese Wiesenflächen sind aber bei einem Becken mit geringer Staufläche größer als bei Weihern die die Hänge in Anspruch nehmen. Zur Beurteilung mögen die Ergebnisse einer Untersuchung dienen, die vom Verfasser angestellt wurde unter den gegebenen Geländeverhältnissen der Solinger Talsperrenanlage, und die in Tabelle 30 mitgeteilt sind.

Beziehung zwischen Stauhöhe, Stauinhalt und überstauter Fläche.

Beckon bis+.147,0 N. N. 3000000 pbm Vorbecken ,, + 148,0 „    100000

Stauinhalt zus. 3100000 cbm.

Becken bis + 147,0 N. N. . . 20,20 ha Vorbecken ,, + 148,0 ,,

. . 3,40 ,,

Staufläche zus. . . 23,60 ha.

cbm

3000000

ha

30,0

2500000 25,0

2000000

1500000

500000

250000

22,5

20,0

17,5

15,0

2,5

lO

<M

iO

CO

iO

CO

11

Abb. 32. Kurven der Stauiläche und des Stauinhaltes für die Solinger Talsperren im Sengbachtale.

+ 110

+ 120

+ 140

+ 145

Tabelle 30. Beziehungen zwischen den Stauhöhen einer Talsperre und den Kosten.

Höhe

Verhältnis

der

Talsperre

Stau

inhalt

Stau

fläche

Materialaufwand

der

der

Mill.cbm

ha

Grund-

erwerbs-iuhsilte kosten

Stau-

Kosten für 1 cbm Stauraum

Bemerkungen

Mk.

Ausgeführte Mauer.

Erddamm mit Betonkern. Ausgeführt.

Man ersieht daraus, wie mit größerer Stauhöhe die Einheitskosten für 1 cbm Stauraum abnehmen. Bei den Entwurfsarbeiten sollte man sich diese Erscheinung stets vor Augen halten. Je mehr aber die neuzeitliche Wasserwirtschaft dem Ausgleich der natürlichen Wasserführung ihr Augenmerk zugewendet hat, um so mehr hat die Erfahrung erwiesen, daß man die Räume für diesen Ausgleich recht ausgiebig bemessen soll, zumal in der Schaffung großer Kraftquellen, reicher Bewässerungsmittel oder in der Möglichkeit eines starken Zuschusses an Wasser zu dem natürlichen Abfluß in trockener Zeit ein potenziertes Moment wirtschaftlichen Vorteils liegt in einer Zeit, wie der heutigen, in der die Eutwicklung überall auf wirtschaftliche Konzentration gerichtet ist.

43

30

8,5

CO iH O

6ö000cbm Mauerwerk 30 27000 „

23000 ,, Beton 16400 „ Erde

10

0,44

0,58

0,98

Die zweckmäßigste und wirtschaftlich günstigste Größe des Stauranmes ist naturgemäß nicht nur von dem Zufluß, sondern auch von der Art der Wasserentnahme abhängig.

Link hat hierüber Untersuchungen angestellt, indem er vier Fälle unterscheidet¹):

Fall 1. Abgabe vom 1. Mai bis 31. Oktober 75 v. H., vom 1. November bis 30. April 125 v. H. der mittleren Zuflußmenge (etwa für Elektrizitätswerke).

Fall 2. Abgabe des mittleren Zuflusses während des ganzen Jahres. (Sehr seltener Fall).

Fall 3. Verminderte Abgabe in nasser, verstärkte Abgabe in trockener Zeit. (Etwa für Trinkwasserbecken). Abgabe von 75 v. H. des Mittelwassers in nassen Monaten, d. h. solchen mit einem Zufluß von 119 v. H. des Mittelwassers und mehr. Abgabe von 100 v. H. des Mittelwassers in mittleren Monaten, d. h. solchen mit einem Zufluß von 75 —119 v. H. des Mittelwassers, Abgabe von 119 v. H. des Mittelwassers in trockenen Monaten, d. h. solche mit einem Zufluß von 0—75 v. H. des Mittelwassers.

Fall 4. Sehr verminderte Abgabe in nasser, sehr verstärkte Abgabe in trockener Zeit. (Etwa zur Niedrigwassererhöhung in Flüssen). Abgabe von 50 v. H. des Mittelwassers in nassen Monaten, d. h. solchen mit einem

Zufluß von 140 v. H. des Mittelwassers und mehr. Abgabe von 100 v. H. des Mittelwassers in mittleren Monaten, d. h. solchen mit einem Zufluß von 50—140 v. H. des Mittelwassers. Abgabe von 140 v. H. des Mittelwassers in trockenen Monaten, d. h. solchen mit einem Zufluß von 10—50 v. H. des Mittel-

Fa.//    7    17 U? TV

12%Mangelk

Überlauf

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10

wassers.

Co Co

Die Ergebnisse der Untersuchung sind in Abb. 33 zeichnerisch und in Tab. 31 dargestellt. Wenn zwar diese nur aus einem kleinen Einzelgebiet abgeleitet

sind, so geben sie doch immerhin einigen allgemeinen Aufschluß. Der günstigste Stauinhalt kann im allgemeinen in der Nähe des Punktes der schärfsten Krümmung der Kurven I—IV gesucht werden.

Man erkennt aus der zeichnerischen Darstellung weiter, daß in den meisten Fällen eine Steigerung des Stauinhaltes über die durch a—b bezeichnete Grenze hinaus wenig Vorteil verspricht,

60    70    80% 8 es

m////eren Zuflusses

Abb. 33. Darstellung des verbleibenden Wassermangels bei wachsendem Stauinhalt, ausgedrückt in Hundertsteln der mittleren jährlichen Zuflußmenge.

Jnha/f 0

10

20

30

50

Tabelle 31. Remscheider Talsperre.

Niederschlagsgebiet 4,5 qkm, mittlerer Abfluß 3,626 Mill. cbm, Stauinhalt 1,0 Mill. cbm. (S. auch Tab. 3.)

Stauinhalt in cbm und in Hundertsteln des mittleren jährlichen Zuflusses

2 750000

500 000    750 000 1 000 000 1 250 000 1 500 000 1 750000 2 000000 2 250000 2 500 000

13,8 vH. 20,7 vH. 27,6 vH. 34,5 vH. 41,3 vH. 48,2 vH. 55,1 vH. 62,0 vH. 68,9 vH. 75,8 vH.

Überlauf in Hundertsteln des mittleren jährlichen Zuflusses oder Mangel an Mittelwasser.

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l) Zentralblatt der Bauverwaltung 1905, S. 325.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

da die Abnahme des Wassermangels im Vergleich zur Steigerung des Inhaltes und der Kosten nur mehr gering ist. Die Linie c—d stellt die Grenze für den Stauinhalt dar, der 1904 zur Erhaltung der normalen Abgabe erforderlich gewesen wäre.

zu er-

Als einen wesentlichen Gesichtspunkt wird man es weiter ansehen müssen, neben dem Sammelbecken eine Reserve zu haben, um ein Ablassen des Hauptbeckens möglichen. In Ronsdorf konnte man z. B. das Becken im Winter 1902/03 nicht tiefer als 85000 cbm ablassen (Gesamtinhalt 300000 cbm), um nicht die Wasserversorgung zu gefährden.

In dem Solinger Arorbecken liegt ein großer Vorzug, indem dasselbe die Möglichkeit bietet, einen geeigneten Zeitpunkt abzupassen, um, wenn erforderlich, das Hauptbecken auszuschalten und leer laufen zu lassen, wie dies z. B. im Winter 1908/09 geschah. Solche Notwendigkeit kann eintreten für die Vornahme von Ausbesserungsarbeiten, Reinigung des Beckens usw. An der Bevertalsperre hat z. B. eine Schadhaftigkeit an einem innerhalb des Beckens liegenden Hauptabsperrschieber das Leerlaufenlassen bedingt, um die Ausbesserung vornehmen zu können. Auch scheint es jedenfalls im Interesse einer ordnungsmäßigen Unterhaltung und zur zeitweiligen Revision erwünscht, das Becken und die Mauer zeitweise trockenzulegen. In Remscheid wurde es früher nachteilig empfunden, daß die Möglichkeit hierzu nicht vorlag, da das Erfordernis einer ständigen Wasserversorgung der Stadt vorangeht. Die Ausbesserungsarbeiten und die Untersuchung des Mauerwerks können sich dann nur auf den wasserfreien Teil beschränken. Jetzt ist eine solche Reserve durch die im Jahre 1908 fertiggestellte Neyetalsperre geschaffen. Dringlicher und gegebenenfalls zur Zwangslage, wenn andererseits ein ständiger Wasserwirtschaftsbetrieb der Anlage gesichert sein soll, wird die Vorbeckenfrage dort, wo etwa Ablagerungen und Verschlammungen des Beckens zu befürchten sind, die entfernt werden müßten.

Es ist also für die Größenbemessung des Stauinhaltes zu prüfen, ob nach der geologischen Beschaffenheit des Niederschlagsgebietes erwartet werden muß, daß ein Teil des Beckens im Lauf des Betriebes zuschlammt und so seiner Verwertung entzogen wird, indem die bei Hochfluten mitgeführten Kiese, Gerolle und Schlickteile dem Becken zugeführt werden. Diese Verschlammung bildet bei den Becken in Spanien und Algier, wo sie jährlich y₃₅ bis V₇₀ des Füllraumes betragen soll, eine große Last für den Betrieb und es entstehen erhebliche Räumungskosten. Für die deutschen Gebirgstäler liegt diese Gefahr meist nicht vor, wie der Betrieb unserer Talsperren hat erkennen lassen. Erwähnt sei, daß das Vorbecken der Solinger Talsperrenanlage (s.

S. 38) im Jahre 1908, also nachdem es 7 Jahre im Betriebe gewesen war, entleert und hierbei eine Aufschlämmung von 2 cm festgestellt wurde. Immerhin wird man diese Frage im Einzelfall untersuchen müssen.

Uber die Sandmassen und Sinkstofführung in der Weichsel und Nogat siehe des Verfassers Schrift »Zur Geschichte der Regulierung der Nogat« sowie die Angaben von Cipolletti in »Anlage von Wehren in Flüssen«, Druckschrift zum XI. Schiffahrtskongreß St. Petersburg 1908. Auch die Flüsse in Deutsch-Südwest-Afrika führen, namentlich in den gebirgigen Gegenden, verhältnismäßig große Mengen von Sinkstoffen, die bei Fluten bis yioo des Wassergewichts geschätzt werden, worauf bei dem Entwurf der Becken Rücksicht genommen werden sollte¹). Weiteres hierüber s. in des Verfassers Schrift: Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft S. 54.

In den Sammelbecken findet neben der Ausgleichung des Wasserabflusses eine Gewinnung von Kraftgefälle dadurch statt, daß der Schwerpunkt des Wassers gehoben wird. Die Erfahrungen, die man über die Wasserspiegelschwankungen an der Talsperre im Eschbachtal gemacht hat, haben erkennen lassen, daß der mittlere Wasserstand in dem Staubecken während des ganzen Jahres nicht sehr tief unter den Stand des gefüllten Weihers zu sinken pflegt. Naturgemäß wird diese Bewegung von der Größe des Beckens und der Art des Wasserzuflusses und der Entnahme abhängen. Aber man wird rechnen dürfen, daß im Durchschnitt gut ²/₃ bis ³/₄ der gesamten Stautiefe des Beckens als mittleres Nutzgefälle verwertbar wird. Bei dem Staubecken des Kubel Werkes, dessen Wassertiefe 15 m beträgt, ist eine tiefere Absenkung als 7 m unter den höchsten Wasserstand bisher nicht eingetreten. Dann bleiben noch 400000 cbm im Becken, die an sich im Kraftbetriebe keine wesentliche Rolle

in.

CD

Hochwasserschutzraum 3.3 Milt, cbm.

Talsperre

Stauhöhen

Höhen über N.N.

ZÀ5m_S--

--+401,5 N.N. "+ 399,0

19,0 m

Nutzwasserschutzraum 15,1 Mill. cbm.

-+ 380,0

Gesamtstauraum 26Mill.cbm. davon:

Eiserner Bestand .    7,0 Mill. cbm.

35 m

■"+ 345,0 N.N.

75,1    "

7,0    "

Nochwasserschutzraum 3,9 Mill. cbm. Nutz wasserraum Eiserner Bestand

zus. 26,0 "

Abb. 34. Höhenplan der Okertalsperre (Harz). Vergl. auch Wasserwirtschaftsplan S. 110.

man

legen. Eine höhere Lage der Rohre hat aber den Vorteil, daß stets reines Wasser in die Turbinen gelangt. Das Wasser im Grunde des Beckens ist immer mehr oder minder

Dieses Eigengefälle der Talsperren kann dadurch noch gesteigert werden, daß im unteren Beckenraum ein »eiserner« Bestand geschaffen wird in Form eines Wasservorrates, der im laufenden Betriebe stets unberührt bleibt (Abb. 34). Neben der dadurch erzielten Gefällgewinnuug ist ein solcher Raum für die Ausgleichung der Ge-fällschwankungen vorteilhaft, ein Umstand, der für den Betrieb der Turbinen von Bedeutung ist. Man kann bei den gewöhnlichen dreieckförmigen Tal quer schnitten rechnen, daß mit Drangabe des unteren Drittels des Beckenraumes mehr als ³/₄ der gesamten Stauhöhe ständig gewonnen wird. Die dabei entstehenden Mehrkosten müssen ihre Deckung in dem Wert der vermehrten Kraft finden. Ertragsberechnungen werden meist dartun, daß dies der Fall ist, sofern für die Kraft ein preiswerter Absatz vorhanden ist. Der Umstand, daß an sich eine vergrößerte mechanische Arbeitsleistung für das wirtschaftliche Leben geschaffen wird, darf dabei nicht außer acht bleiben, ebenso die Sicherheit, die ein solcher »eiserner« Bestand als letzte Aushilfe in ganz außergewöhnlich trockenen Jahren darzubieten vermag. Will man diesen Zweck wahren, so muß die Rohre für die Betriebswasserentnahme allerdings über die Sohle des Beckens

Urft

Tabelle 32. Stauinhalte ausgeführter Talsperren und ihre Beziehung zur mittleren Jahresabflußmenge.

Name

Solingen

Bever . Bever .

Lingese .

Panzer . (Lennep)

Barmen .... (Herbringhausen)

Ennepe ....

Nordhausen . .

Marklissa . . . .

Harzdorfer Bach . (Böhmen)

Oker

Neye

Mohne

Lister

Raumünzach. . . Schwarzenbach. .

Stau-

! Nieder- Mittlerer Stau- inhalt in Schlags- Jahres- inhalt des H. des Gebiet abfluß Beckens

qkm

9,0

1,4

5,5

48

5,7

303

15,9

Mill. cbm

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J—¹ 00 ~to ~©

mittleren Jahres-Miii. cbm i abflnsses

Zweck der Talsperre

Bemerkungen

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05 CO

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05

Kraftgewinnung

Trinkwasserversorgung u. Kraftgewinn.

Aufhöhung des Niedrigwassers i. Triebbächen

Größe des Beckens besser 60 v. H.

Neues Projekt zur Vergrößerung des Stauinhalts auf 10 Mül. cbm

J©    O CO

J®

CT.

CO

CO o CO rH

Wie vor.

Trinkwasser

versorgung

Bau von 1893

CO

Ifi

36,0    10,0

2,4

229

8,1

66,7    49,8

11,57

416

67

28

23

co

o,

to

00

Vergrößerung vom Jahre 1905

0,77

15,0

0,63

26

05

to

J35

'bo

Trinkwasser

versorgung

Trinkwasser, Aufhöhung des Niedrigwassers und Kraftgewinnung

Trinkwasser u. Kraftgewinnung

Hochwasserschutz

Wie vor. '

9,2

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245-260

54

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Hochwasserschutz u. I Entwurf Kraftgewinnung Ledigl. Kraftgew.

Trinkwasser u. Kraftgewinnung

Aufhöhung der Niedrigwassers

Wie vor.

Kraftgewinnung

Kraftgewinnung

Teile des Projekts für die Ausnutzung der Murgwasserkräfte

trübe und mit Unreinlichkeiten durchsetzt, die mit dem strömenden Wasser durch die Turhinenschaufeln hindurchgehen und einen erhöhten Angriff ausüben. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen »eisernen« Bestandes hat der Verfasser in »Ausnutzung der Wasserkräfte« II. Aufl. 1908 S. 235 durch ein Beispiel nachgewiesen.

Die Tabelle 32 gibt eine Übersicht über den Stauinhalt ausgeführter und geplanter Anlagen und seine Beziehung zur mittleren Jahresabflußmenge aus dem abgesperrten Niederschlagsgebiet.

§ 14. Wasserwirtschaftspläne, a) Allgemeines. Die Aufstellung eines Wasserwirtschaftsplanes gehört zu den schwierigsten, aber auch zu den interessantesten Aufgaben bei der Projektierung eines Talsperrenunternehmens. Der Wasserwirtschaftsplan stellt die Grundlage des ganzen Aufbaues dar. Er zeigt die Leistungsfähigkeit des Werkes, liefert also die Erkenntnis über die wirtschaftlich erschließbaren Werte und bildet somit die unentbehrliche Grundlage für die weiteren finanziellen Aufrechnungen, für die bauliche Durcharbeitung der hydraulischen Anlagen, gegebenenfalls auch für die Größenbemessung des Kraftwerkes, der Maschinenleistung und aller Einrichtungen der elektrischen Übertragung usw. Aber dieser Plan liefert auch die leitenden . Gesichtspunkte für die Wasserentnahme des Werkes und bildet damit zugleich die Richtschnur für die Maßnahmen des späteren Betriebes. Daher ist für die Beckengröße maßgebend eine lang anhaltende Trockenheit. Der Vorrat, der aufgespeichert werden muß, um für die Dauer einer solchen Trockenperiode den Bedarf zu decken, gibt vom rein wasserwirtschaftlichen Gesichtspunkte die Größe des Stauinhalts, die zulässige Wasserabgabe und somit die erreichbare Leistung aus der Wasseraufspeicherung nach Maßgabe des im Tale vorhandenen Wasserabflusses an. Aber man hat auch den wirtschaftlichen Bedingungen des Einzelfalles Rechnung zu tragen und muß sich daher oft mit weniger begnügen.

Man wird allerdings sich vergegenwärtigen müssen, daß der wirkliche Betrieb sich nie so regelmäßig gestaltet, wie in den Betriebsplänen vorausgesetzt ist. Sei es daß das entnommene Wasser für die Trinkwasserversorgung, für Kraftzwecke oder

nun,

andere Aufgaben dient, immer wird ein gewisses Schwanken der Entnahme stattfinden. Aber immerhin ist es für die Beurteilung der ganzen wirtschaftlichen Sachlage zulässig, bis zu einer gewissen Grenze mit Durchschnittswerten zu rechnen.

In einem Wasserwirtschaftsplan sind die wesentlichsten Größen:

1.    Der Zufluß zum Becken.

2.    Die Abgabe von Wasser einschließlich der Verluste durch Versickern und Verdunsten.

3.    Der Stauinhalt.

Für ein mit der Talsperre verbundenes zentrales Kraftwerk tritt noch eine weitere Größe in der Rechnung auf, die im Betriebsplan berücksichtigt werden muß: Die Gefäll-höhe. Es kann hier die Kenntnis der zu dem jeweiligen Stauinhalt gehörigen Stauhöhe im Becken nicht umgangen werden. Denn das Produkt aus der Stauhöhe h (in m) und der Betriebsmenge Q (in cbm) — die Druckhöhe gegebenenfalls noch durch ein Gefälle in einer anschließenden Druckleitung vergrößert — gibt die Rohleistung Q ■ h und an der

PS. an,

Turbinenwelle die in Pferdestärken ausgedrückte Nutzleistung

Q-h-1000 • 0,75

75

75 v. H. angenommen wird.

wenn

der Wirkungsgrad des Wassermotors zu

Bei der Gegenüberstellung von Zufluß und möglicher Abgabe wird man vor allem zwei Hauptgesichtspunkte im Auge zu behalten haben:

1. Es muß der Wasserbedarf unter allen Umständen auch in einem trockenen

Jahre aus der Talsperre gedeckt werden können.

2. Es muß bei Sammelbeckenanlagen im europäischen Mittelgebirge als unerläßliche Regel des Betriebes angesehen werden, daß das Staubecken beim Eintritt in die trockene Jahreszeit, also etwa am 1. April bis 1. Mai jeden Jahres gefüllt ist, um den Wasserbedarf in den sechs trockenen Sommermonaten zu decken.

Ferner wird man sich vergegenwärtigen müssen, daß im Mittelgebirge etwa V3 und weniger des Gesamtjahresabflusses auf den Sommer und ²/₃ und mehr auf den Winter entfallen, während im Hochgebirge vielfach das Entgegengesetzte eintritt. Ist der Beckenstauraum nicht sehr reichlich bemessen, so wird man im Winter eine größere Nutzung erzielen können und dementsprechend z. B. bei Kraftwerken die Maschinenstärke einrichten. Diese natürliche Verteilung des Wasserabflusses fällt im allgemeinen zeitlich mit dem größeren Kraftbedarf der Elektrizitätswerke für Beleuchtungszwecke im Winter günstig zusammen.

Nachdem man sich in großen Zügen die grundlegenden Bedingungen für den Wasserhaushalt klar gemacht hat, kann man an die Aufstellung des Wasserwirtschaftsplanes auf Grund der durch Messung oder Berechnung ermittelten Wasserabflußmengen herantreten. Ein solcher Plan kann zeichnerisch und rechnerisch aufgestellt werden. Das erstere Verfahren giebt im allgemeinen eine übersichtlichere Darstellung. Beide Arten setzen aber voraus, daß man über die Verteilung der Abflußmengen im Jahreslauf Kenntnis hat.

Bei der Untersuchung des Wasserhaushaltes der Sammelbecken muß man im allgemeinen versuchsweise Vorgehen, d. h. denVerbrauch und die Größe des Beckens in vorläufiger Annahme so groß wählen, als dies angängig erscheint, ohne in Zeiten knapper Zuflüsse auf ein leeres Becken zu kommen. Einigen Anhalt hierfür werden die Angaben im vorigen Abschnitt bilden. Wie weit man hierin gehen kann, muß die Untersuchung erweisen, jedenfalls aber hat man sich dabei zu vergegenwärtigen, wie dies schon oben dargelegt ist, daß es für den Betrieb günstig oder gegebenenfalls unerläßlich ist, beim Tiefstand des Wasserstandes im Becken noch eine gewisse Reserve zu behalten. Derartige Betriebspläne müssen insofern immer auf einer schwankenden Grundlage aufgebaut werden, als der Wasserhaushalt des Flusses sich in den einzelnen Jahren ungleichmäßig abspielt. Trockene und nasse Jahre treten in sehr verschiedenem Wechsel auf. Auch der Verbrauch an Betriebswasser, der sich dem Bedarf der Kraftabnahme anpaßt, ist ein wechselnder. Es ist also wünschenswert, die Untersuchungen über eine Reihe von Jahren (etwa 10 bis 12) auszudehnen und dabei auch die Frage zu prüfen, inwieweit der Stauraum etwa genügt, um den Wasservorrat des Niederschlagsgebietes nicht nur über die Trockenperioden eines Jahres, sondern Uber hintereinander folgende nasse und trockene Jahre auszugleichen. Hier die richtige Größe für das Sammelbecken zu wählen, ist durch schematisches Verzeichnen der Betriebspläne allein meist nicht zu erreichen. Zu peinlich ins einzelne getriebene Untersuchungen sind meist von wenig Wert. Es ist die Mitwirkung treffender Sachkenntnis nötig, die die großen Ziele übersieht. Neben der Erfahrung in Technik und Theorie muß eine richtige wirtschaftliche Auffassung vorwalten. Es ist dann die Aufgabe von Rentabilitätsberechnungen, an der Hand der Ergebnisse des Wasserwirtschaftsplanes zu prüfen, bis zu welcher Grenze die Mehraufwendung von Kapital für den größeren Stauraum im Einklang steht mit dem Vorteil, den die Nutzung aus dem erzielten besseren Wasserausgleich und der vermehrten Betriebswassermenge zieht. Kurzsichtigkeit oder Geldknappheit hat sich dabei oftmals begnügt, den Stauraum nach dem eigenen, selbstsüchtig oder kleinlich abgegrenzten Interesse zu bemessen, wiewohl der vorhandene Wasserreichtum des Tales eine größere, für die Zukunft sicherlich vorteilhaftere Anlage gestattet hätte.

b) Verluste durch Versickern und Verdunsten. Bei der Ermittlung des gewinnbaren Betriebswassers muß man ferner beachten, daß neben der Wasserabgabe gewisse Verluste im Sammelbecken auftreten, die praktisch der Entnahme von Wasser gleichkommen, jedenfalls die wirtschaftliche Ausnutzung des Wasservorrats beeinträchtigen und die Beckengröße beeinflussen. Es sind dies Verluste durch Versickern und Verdunsten des Wassers im Staubecken.

an

Verluste durch Versickern im Staubecken selbst werden im allgemeinen außer acht bleiben können, da die großen Talsperren in der Regel in Tälern mit felsigem Untergrund errichtet werden. Es sind ungewöhnliche Fälle, wenn durch Klüfte und unterirdische Adern großer Wasserverlust entsteht. Eingehender wird man diese Frage prüfen müssen, wenn im Flachland Becken im Alluvialboden geschaffen werden sollen. Es würde zu weit führen, an dieser Stelle auf den letzteren Gegenstand näher einzugehen. Talsperren, wie die Mescheder und Gothaer Sperre, die in der Talsohle und den Hängen starke Undichtigkeiten zeigen, gehören zu den Ausnahmen.

An den Sperrmauern selbst ist bei sorgfältiger Ausführung eine fast volle Abdichtung zu erzielen. Wo stärkere Sickerungen vorhanden sind, hat dies meist in dem Fehlen einer guten Abdichtung des Mauerwerkes an der Wasserseite oder in der mangelhaften Bauausführung seinen Grund, wie z. B. an der Talsperre der Gileppe, an der das Wasser bei gefülltem Becken an der Luftseite stark herunter rieselt. Hier soll dies in der unsachgemäßen Herstellung des Mauerwerks seine Erklärung finden. Die Mauer ist zwar übermäßig in den Abmessungen, aber im Mauerwerk durchlässig. Ebenso konnte man an der Barmer Talsperre im Herbringhauser Tale ein starkes Rieseln an der Luftseite in den ersten Betriebsjahren bemerken. Auch die Vogesentalsperren sind etwas undicht. Andererseits muß man sich damit abfinden, daß unter dem hochgespannten Druck des Wassers im Becken ein Durchschwitzen, das sich durch feuchte Stellen an den Außenflächen des Mauerwerks kund gibt, nicht vollständig vermeidbar ist. Das liegt eben in der Natur des Mauerwerks, des Mörtels und der Steine, die das Wasser aufsaugen und weitergeben, bis es an der Luftseite in die Erscheinung tritt.

Einige Beobachtungen und Messungen im Betriebe von Talsperren mögen für die Beurteilung zum Anhalt dienen.

Sickermengen an den Solinger Talsperren. Die Größe der in den beiden Rohrstollen der Sperrmauer gemessenen Sickermengen ist in nachstehender Tabelle 33 zusammengestellt. Das gesamte Sickerwasser hat danach bei dem Druck des vollgefüllten Beckens bis 0,43 Sekundenliter betragen. Wie ersichtlich, sind geringe Schwankungen aufgetreten. Sonstige Undichtigkeiten zeigt die Sperrmauer nicht. Eine kleine Sickerung ist am linken Berghang bemerkbar, dort wo die Kaskade des Überfalls liegt. Hier zieht sich eine feine Wasserader scheinbar durch den Fels um die Mauer herum. Man kann diese Undichtigkeit nach vorläufiger Schätzung zu etwa 0,5 1/s annehmen. Der Gesamtverlust der Talsperre an Siekerwasser beträgt demnach etwa 1 1/s.

Der Staudamm des Vorbeckens hat erkennbare Undichtigkeiten nicht gezeigt und in seinem Bestände bisher keine Schäden oder nachteiligen Einflüsse der Stauung erkennen lassen.

Tabelle 33. Messung der Sickermengen an der großen Talsperre. Stauinhalt 3,1 Mill. cbm, Stauhöhe 36 m.

Stauhöhe

Zeit

des

Sickerungen in Sekundenlitern

Beckens über NN.

Rechter

Stollen

Linker Zu-Stollen sammen

Bemerkungen

1903

Mai . . . Juni.

Juli . . . August September Oktober . November

.    .    +139,5

•    j|    +141,0

.    .    + 139,6

'j    +143,0

+ 146,1 .    !i    +147.0

.    .    +147,0

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1904

Januar . Februar . März . . April . .

+146,7 !|    +146,9

+147,0 + 147,0

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Das Sickerwasser setzt sich zusammen aus dem Abfluß des in der Mauer liegenden Entwässerungsnetzes und mehrerer in der Felssohle abgefangenen Quellrohre. Etwa die Hälfte bringt allein ein Quellrohr im rechten Stollen.

Die Zahlen geben das monatliche Mittel aus etwa 2 bis 5 Messungen an.

Eine Messung an der Ronsdorfer Talsperre (Wuppergebiet) aus dem Jahre 1903 gibt Tab. 34 wieder.

Tabelle 34. Sickerwasser an der Ronsdorfer Talsperre (Stauinhalt 300000 cbm).

Größte Stauhöhe 19,3 m.

Jahr 1903

Sickerwasser

Jahr 1903

j Sickerwasser

cbm

cbm

April

Mai

Juni ...

Juli . . . . August . . . September . .

12 330 12 741 12 330 11021

8 843

Oktober . . November . Dezember . Januar. . . Februar . . März....

5009

2 521

5 920

Im Jahr 1903 also zus. 94364 cbm.

1964 4 748 6 917 10020

Die Undichtigkeit der Nordhauser Talsperre (größter Stau 22,5 m) in den beiden Mauerstollen und aus der Entwässerungsanlage (2 Röhrensysteme, je eines an der Wasser-und Luftseite) betragen bei gefülltem Becken 3,73 1 in der Sekunde. An der Glörbach-talsperre sind die in den Drainageleitungen zum Abfluß gelangenden Sickermengen beim höchsten Stau — Stauhöhe rund 30 m — zu 0,051 1/sek. gemessen. Anfangs — bei der ersten Füllung — war die Undichtigkeit zu 0,133.1/sek. gemessen worden. Man nimmt an, dass sich die feinen Poren des Putzes und Mauerwerks nach und nach zugesetzt haben.

Undichtigkeiten der Wuppertalsperren im Betriebsjahr 1906. Bevertalsperre (größte Stauhöhe 16,0 m). Die Menge des Sickerwassers schwankte je nach der Stauhöhe im Becken in den Hauptstollen von 0,001 bis 0,046 1/sek.; außerdem rieselten neben den Rohren 0,001 bis 0,008 1/sek. und aus den Felsspalten der Umlaufkaskade: 0 bis 0,2 1/sek.

Lingese (größte Stauhöhe 18,5 m . Je nach der Stauhöhe sickerten: im Hauptstollen 0,04 bis 0,4 1/sek. Aus den Felsspalten flössen in weiterer Entfernung von der Mauer je nach der Druckhöhe im Staubecken 3 bis 821/sek. (jedoch ist darin auch das Quellwasser, welches von der Bergseite kommt, mitenthalten. Eine genaue Angabe der Größe des Abflusses aus dem Sammelbecken durch die Felsspalten ist daher nicht möglich¹).

Uber die Undichtigkeiten der Wuppertalsperren u. a. siehe weiterhin Abschnitt

»Betrieb«.

Die gut abgedichtete Talsperre des Furens hat bei 50 m Wasserdruck und hei 1,2 Mill. cbm. Inhalt eine Undichtigkeit von 2 1/sek. gezeigt.

Der Leerlaufstollen der alten Remscheider Talsperre im Eschbachtale soll ohne • Sickermengen sein. Die Sickermengen im Hauptstollen schwanken etwa zwischen 5 und 31 1 in 24 Stunden. In der Felssohle unterhalb der Talsperre finden sich Sickerungen, die 70 bis 140 cbm in 24 Stunden betragen.

Man wird für durchschnittliche Ermittlungen sicher rechnen, wenn man für diese Sickerverluste einen Betrag von 1 1/sek. auf je 1 Mill. cbm Stauraum in Abgang stellt.

Für die Verdunstung kommt die freie Wasserfläche des Staubeckens in Betracht. Zur Beurteilung der Verdunstungsverluste in dem Sammelbecken mögen folgende Angaben dienen.

Bei den im Wuppergebiet für die Zwecke des Talsperrenbaues vorgenommenen Verdunstungsmessungen hat man festgestellt, daß die Verdunstungshöhe einer ruhenden Wasserfläche — unter den dortigen Verhältnissen, Meereshöhe etwa 300 m — durchschnittlich 1000 mm im Jahr ist. Die Verdunstungshöhe beträgt in den Sommermonaten 10 bis 16 v. H., in den Wintermonaten 1 bis 3 v. H. der Jahreshöhe für 1 Monat (s. Tab. 35). Es waren flache Wasserbehälter von 1 qm Größe aufgestellt, darüber in 15 cm Entfernung eine Glasplatte gelegt, die dem Wind gestattete, über die Wasserfläche zu streichen, den Sonnenschein nicht behinderte, aber den Regen abhielt. Es war im Bevertal

i. J. 1889 die Verdunstungshöhe in den einzelnen Monaten wie folgt:

27 mm

168 mm

Juli

Januar

97

134 „ 154 „

Februar 30 „ März April Mai Juni

August 135 „ September 102 .. Oktober 75 .. November 33 .. Dezember 10 ..

Jahr 1025 mm

Tabelle 35. Verdunstungshöhen (Messungsergebnisse).

Lennep + 340 N. N.

Ülfetal + 270 N. N.

Bevertal + 270 N. N.

mm

mm

mm

1889

855

966

1025

1890

629

704

799

1891

684

781

749

1892

792

835

836

Monatliches Maximum

Monatliches Minimum

156

166

168

(Mai 1892)

(Juni 1889)

(Juli 1889)

10

20

(November 1890) (Dezember 1891) l) Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1907. S. 120.

(November 1890)

Bei den Vogesenstauweihern wurden jährlich 600 mm festgestellt, wovon 44 v. H. auf die Monate Juli bis September, also durchschnittlich täglich 2,9 mm entfallen. Nach den Beobachtungen an der Remscheider Talsperre beträgt die Verdunstung 850 mm im Jahr für die Wasserfläche des Weihers.

In Augsburg wurde nach 14jähriger Beobachtung die Verdunstung von einer durch die Sonne beschienenen Wasserfläche festgestellt wie folgt³)

Januar 15 mm

Juli

Februar 65 März

221 mm 223

April

Mai

Juni

113 .. 174 .. 200 .. 205 „

August September 198 Oktober 115

November

Dezember

76 ..

21 „

1626 mm

Bei den Vorarbeiten für das Etzelwerkprojekt (Schweiz) ist für die Wasserfläche des Sihlsees — der 900 m Uber dem Meere liegt — eine jährliche Verdunstungshöhe von 900 mm angenommen. Die Versickerung in dem 96,5 Mill. cbm großen Becken an den Berghängen, im Untergrund und bei den Abschlußdämmen ist zu 0,1 cbm in der Sekunde in Anschlag gebracht worden.

Nach Friedrich ist die Verteilung der Verdunstung auf die einzelnen Jahreszeiten:

Es verdunsten von der Regenhöhe

v. H.

der Jahreszeit I des ganzen Jahres v. H.

Frühling .    .

Sommer .    .

Herbst . . Winter . .

81

95

68

35

21

34

15

76

Für den Wasserwirtschaftsplan der Möhnetalsperre wurde ebenfalls eine Verdunstungshöhe von 900 mm zugrunde gelegt. Andererseits wurde berücksichtigt, daß die auf die Staufläche fallenden Niederschläge keine Verluste erleiden, sondern der Wasseraufspeicherung unmittelbar zu Gute kommen. Die Verlusthöhe wurde im übrigen zu 350 mm angenommen. Demgemäß wurden für den Verlust der Wasserfläche 900 — 350 = 550 mm Höhe in Ansatz gebracht. Sicherer erscheint es, mit der vollen Verdunstungshöhe zu rechnen.

Es fällt

Seit mehreren Jahren sind an den Solinger Talsperren Verdunstungsmessungen erfolgt; das geschieht mittels der Vorrichtung System Wild. Die Aufzeichnungen des Apparates beruhen auf der Wirkung des Hebels. Der Wasserverlust infolge Verdunstung wird durch einen Zeiger an der Skala angegeben. Auf die 20 ha große Wasseroberfläche des Solinger Beckens berechnet haben sich die Werte der Tab. 36 ergeben⁴). die starke Verdunstung des ungewöhnlich heißen Sommers 1911 auf.

Tab. 36. Verdunstungsmessungen an den Solinger Talsperren.

Monat

1907/08

1908/09

1909/10

1910/11

1911/12

cbm

cbm

cbm

cbm

cbm

April ’. . Mai . . . Juni . . . Juli . . . August . September Oktober . November Dezember Januar. . Februar . März. . .

11800 20 760 14 780 12180 11820 8 700 5 380

9 920 12 180

14    950

15    460 11440 10380

6 400 4 280 2 840 2 700 3340 6 440

15 000 20 680 10 580 10 160 10 280 6 040

5    900 3 260 3 980 3 360 3 380

6    600

11700 15140 11 700 8 060 10020

5    400 4360 3120

3    480 1960

4    280

6    860

11 380 13 620 11680 19 020 17 280 11 260

5    020 3 960 3 200 3 520 3 540

6    800

104 260 521

100 330

99 220

86080

110 280

502

430

Jährl. Verdunstungshöhe in mm . I

Bei Feststellung des Wasserbedarfs für die Kanalspeisung des Großschifffahrtsweges Berlin-Stettin wurden Verdunstungsmessungen in der Versuchsstelle am Mäckersee bei Eberswalde vorgenommen. Das Wasser befand sich in flachen Blechbehältern, die in das Erdreich eingelassen waren. Die Ermittlung geschah durch unmittelbare Messung. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengestellt¹). Die Zahlen geben in Millimetern die Verdunstung in 24 Stunden an. Auch hier zeigt sich der Einfluß der überaus heißen Witterung des Sommers 1911.

496

551

Monat

1910

1911

mm

mm

Januar .

Februar März . .

April. .

Mai . .

Juni . .

Juli . .

August.

September Oktober .

November Dezember

In Kalifornien an Staubecken angestellte Verdunstungsmessungen haben einen wesentlichen Einfluß der Wasser wärme auf die Verdunstung erkennen lassen. Die Verluste schwankten dort zwischen 1,5 mm im Winter und 13 mm im Sommer auf den Tag berechnet²). Am Sweetwater Becken wurden 1350 mm jährliche Verdunstung der Wasserfläche gemessen³).

Für Voruntersuchungen vorliegender Art wird man für mitteleuropäische Klimaverhältnisse i. M. für den Sommer eine tägliche Verdunstungshöhe von 4 mm für die Wintermonate 1mm und im Jahresmittel 2 mm als hinreichend in Ansatz bringen dürfen.

Nach Mitteilung von Regierungsbaumeister Nieb uhr.

2) Le Génie Civil. 9. Sept. 1905. — ³) Schuyler a. a. O. S. 237.

Frost

1,3

2,61

3,66

5,35

3,08

1,64

1,68

1,30

1,00

0,00

4,85

5,30

6,77

3,63

1,22

0,94

0,36

Falls die Abgabe des Betriebswassers zur Aufhöhung des Niedrigwassers in Triebbäcben erfolgt, entstehen weitere Wasserverluste im fließenden Wasser; Unsere Kenntnis über diese Vorgänge ist noch eine mangelhafte. Es sprechen bei diesem Vorgänge viele Umstände mit, deren Besprechung den Rahmen dieser Schrift überschreiten würde. Einige Bemerkungen siehe des Verfassers Schrift; Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft 1902, S. 22.

Es bietet sich hier der Wärme und den Sonnenstrahlen eine meist ungeschützte Fläche dar und der lebhafte Wirbel der Strömung, im besonderen der sprudelnde Abfluß der Gebirgsbäche ist nur zu geeignet, die Verdunstung zu fördern. Man wird in dieser Beziehung zu unterscheiden haben:

1.    Zuleitungskanäle, für die die Annahmen über Verdunstungs- und Versickerungsverluste bei Schiffahrtskanälen maßgebend sein können.

aus

2.    Bachläufe, in denen eine Aufhöhung des Niedrigwassers durch Zuschuß Sammelbecken erfolgt.

Es ist zu erhoffen, daß ein systematisch angelegter Betrieb der neueren Talsperren hier Aufklärung und Ergebnisse bringen wird. Man wird gut tun, im Einzelfall nach Erkundung der Untergrundverhältnisse in den Tälern der Triebbäche, der Grundwasserverhältnisse usw. sich ein ungefähres Bild der zu erwartenden Verluste zu machen. Bei den Untersuchungen über die Anlage von Staubecken im Quellgebiet der Lippe stand diese Frage zur Erörterung und man befürchtete, daß das aus der projektierten Talsperre an der Alme ausgelassene Wasser in den Klüften des durchlässigen Kalkgebirges zeitweise vollständig versickern würde. Wenn auch anzunehmen war, daß es auf unterirdischem AVege wieder zur Lippe zurückkehren werde, so mußte doch eine sichere und rechtzeitige Wirkung der Sammelbecken fraglich erscheinen¹).

Für den Nil rechnet man z. B., daß von den 1065 Mill. cbm betragenden Inhalt des Staubeckens bei Assuan auf etwa 530 km Stromlänge bis Assiut (Abb. 1) durch Verdunsten und Versickern 302 Mill. cbm verloren gehen, sodaß an letzterem Ort noch 763 Mill. cbm AATisser zur Verfügung stehen. Andererseits ist nachgewiesen, daß die Flüsse mitunter eine bedeutende Verstärkung ihrer Wasserführung aus dem Grundwasser des Tales erfahren. Ein Beispiel hierfür bieten der Po und Tessin in Oberitalien. Näheres darüber siehe Zentralbl. d. Bauverwalt. 1894 S. 68. Allgemein zu benutzende Angaben lassen sieb dafür schwer machen, weil diese Vorgänge zu sehr mit der Eigenart des Flußbettes und der Beziehungen der sichtbar und unsichtbar abfließenden Wasserwelle zu einander abhängen.

Im übrigen wird man sehr bedeutende Verluste für die Versickerung im vorliegenden Fall kaum in Rechnung setzen dürfen, wenn man den Inhalt von Staubecken bestimmen will, welche dazu dienen sollen, den Abfluß der natürlichen AArasser-läufe zu vermehren. Die Verluste für Verdunstung und Versickerung des abströmenden Wassers kommen aber nur zum kleinen Teil auf Rechnung des Zuschußwassers aus den Talsperren. Denn es handelt sich hier nicht um die Ableitung des AVassers in einem neuen Bett, sondern um die Vermehrung der Wassermenge eines alten Flußlaufes. Eine Zunahme der Verdunstungsmenge in den gespeisten Bächen wird ebenso in wesentlichem Maße nicht eintreten, da die verdunstende A\rasseroberfläche durch das Zuschußwasser nicht erheblich vergrößert wird. Man wird den Gesamtverlust für Versickern und \⁷erdunsten ausreichend berücksichtigen, wenn man ihn zu 10 bis 15 v. H. der Speisewassermenge

0 Kommisssionsbericht des preußischen Abgeordnetenhauses über die Wasserstraß en Vorlage d. Jahres

aus einmaliger Beckenfüllung in Ansatz bringt. Da die Beckenfüllung etwa 2—3 mal im Jahr erfolgt, so ergibt sich der obige Verlust zu 3y₃ bis 5 v. H. der Jahresabflußmenge. Intze nahm in seinen Berechnungen im allgemeinen den Gesamtverlust durch Verdunstung in den Sammelbecken zu etwa 1 v. H. der Jahresabflußmenge an und vernachlässigte die Verluste im fließenden Wasser unterhalb der Becken, da sie nach seiner Ansicht nicht größer als früher sind, als der Zuschuß noch nicht erfolgte.

Sicher ist, daß bei den Verlusten in Kanälen eine sorgfältige Abdichtung des Kanalbettes eine große Rolle spielt und es sei bemerkt, daß man in gutabgedichteten Kanalbetten der Scheitelhaltungen nach Maßgabe der beim Bau des Großschiffahrts-weges Berlin-Stettin ausgeführten Versuche mit einer täglichen Versickerungshöhe von im Maximum 19 mm und im Durchschnitt des Jahres mit 13 mm rechnen kann¹).

c) Aufstellung der Wasserwirtschaftspläne. Nach der Art der Wasserabgabe aus dem Sammelbecken kann man folgende Gruppen von Wasserwirtschaftsplänen unterscheiden :

Betriebspläne für gleichmäßige oder annähernd gleichmäßige Abgabe des aufgespeicherten Wassers im Jahreslauf oder während größerer Zeiträume im Jahre. Dieser Betrieb findet statt bei Talsperren, die den Zwecken der Trinkwasserversorgung oder der Kanalspeisung dienen. Für die Kraftgewinnung an einem offenen Bachlaufe wird diese Art der Wasserabgabe nur seltener platzgreifen; hier ist mehr der in nächstem Absatz angedeutete Betrieb üblich.

Betriebspläne zur Abgabe von Zuschußwasser in trockener Zeit zur Aufhöhung des Niedrigwassers in Triebbächen zur Grundwasserspeisung oder für Schiffahrtszwecke. Dieser Fall liegt vor, wenn die natürliche Wasserführung eines Triebbaches für Kraftzwecke, wie z. B. der Wupper oder eines größeren Wasserlaufes für die Schiffahrt vermehrt werden soll. Hierher sind auch die Talsperren des Ruhrtalsperrenvereins zu rechnen, die in trockener Zeit den Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgepumpten Wassers liefern, indem das Zuschußwasser den Grundwasserstrom der Ruhr speist. Ferner sind die Becken für nur zeitweise erfolgende landwirtschaftliche Bewässerung hierher zu zählen.

Betriebspläne für zentrale Wasserkraftwerke. Hier findet eine ständige, aber wechselnde Wasserabgabe statt. Es soll im wesentlichen eine dauernd gleichmäßige Kraftleistung erzielt werden. Daher kann die Wasserentnahme bei gefülltem Becken und hohem Nutzgefälle kleiner sein als bei abnehmendem Wasserstand im Becken, wo eine größere Betriebswassermenge abgezapft werden muß, um mit kleinerem Gefälle die gleiche Kraft zu erzeugen.

Betriebspläne für Hochwasserschutzbecken, deren Hauptzweck nicht die Abgabe, sondern die Zurückhaltung des Wassers ist.

Betriebspläne für Sammelbecken, die mehreren Zwecken zugleich dienen.

Betriebspläne für gleichmäßige oder annähernd gleichmäßige

Wasserabgabe.

Die Aufzeichnung des Betriebsplanes gestaltet sich verhältnismäßig einfach. Ein zweckmäßiges Verfahren hierfür ist im Zentralblatt der Bauverwaltung 1898 S. 390 mitgeteilt. Man bildet ein Koordinatensystem, dessen Abszisse die Zeiteinheiten sind. Bei sehr genauer Untersuchung sind dies die Tage, im allgemeinen wird es ausreichen, die

i) S. auch Zeitschr. f. Bauwesen 1910.

Monatszeiträume als Einheit zu wählen. Am Ende jeder Zeiteinheit werden der bis dahin summierte Zufluß zum Becken, wie Abfluß aus dem Becken als Ordinaten aufgetragen. Als solche Entnahme sind ferner Verluste durch Versickern und Verdunsten einzutragen. Der Ordinatenunterschied der beiden Linien gibt dann für jeden Augenblick unmittelbar die Größe des Beckenvorrates an. Trägt man diese Unterschiede in einer neuen Darstellung als Ordinaten auf, so erhält man eine Kurve, die den Verlauf des Stauinhaltes in der untersuchten Zeit erkennen läßt. Man wird nun den Beckeninhalt nach Maßgabe allgemeiner Erfahrungssätze (s. § 13) zunächst schätzungsweise wählen. Wird der Ordinatenunterschied größer als der Beckenraum, so würde ein Überlaufen eintreten. Das bedeutet einen Wasserverlust, der gleichwertig einer Wasserentnahme im Betriebspläne erscheint. Der Beckenraum ist dann zu klein gewählt. Ist das Becken zu groß, so wird es sich nie füllen. Beide Zustände muß man möglichst vermeiden. Man wird in dieser Hinsicht zu einer zweckmäßigen Wahl kommen, wenn man den Zu- und Abflußvorgang über eine ausreichende Zeitspanne (mehrere Jahre) verfolgt.

Während die Zuflußsummenlinie eine nach Maßgabe der gemessenen oder geschätzten Wasserabflusses gegebene Größe ist, ist die Verbrauchssummenlinie zu suchen. Man legt diese probierenderweise fest, und wählt sie derart, daß das Becken niemals vollständig leer wird, d. h. so, daß die Verbrauchslinie die Zuflußsummenlinie nicht erreicht, da es in mehrfacher Hinsicht (Trinkwasserversorgung, Kraftbetriebe) erwünscht ist, daß selbst in trockenster Zeit noch ein gewisser Bestand übrig bleibt.

Der Beckeninhalt wird gleich 0 werden können, wenn in jedem Augenblick der Wasserbedarf gleich dem Zufluß ist; dann fällt Zufluß und Verbrauchssummenlinie zusammen. Ein Fall, der aber keine praktische Bedeutung hat. Der andere Grenzfall würde vorliegen, wenn zwei scharf getrennte Perioden der Regenzeit und der Trockenheit bestehen, wie dies in den Tropen vorkommt. Wenn somit in der Regenzeit der ganze Vorrat zurückgehalten werden muß, so werden bei gleichmäßiger Verbrauchsentnahme am Ende für die Trockenperiode 50 v. H. des Abflusses aufzuspeichern sein. So krasse klimatische Verschiedenheiten sind in unserer gemäßigten Zone nicht vorhanden. Zuflüsse, die den Beckeninhalt nachhaltig ergänzen, finden auch in der Sommerzeit statt, und z. B. an der Wupper folgen sich im Jahreslauf etwa 10 bis 12 Anschwellungen. Man kommt daher bei großen Mederschlagsgebieten im allgemeinen mit weniger als 50 v. H. des Abflusses aus. Anders in kleineren Talsperren. Wenn man erwägt, 1) daß bei kleineren Mederschlagsgebieten der sommerliche Zufluß zum Becken — in den sechs trockenen Monaten April bis September einschl. — wenn man sicher gehen will, nach den Erfahrungen an der alten Remscheider Anlage — gleich Null gesetzt werden muß (s. S. 94) und 2) daß der Trinkwasserverbrauch im Sommer zu demjenigen des Winters etwa im Verhältnis 9:7 steht, so erscheint es berechtigt, daß, wie oben angegeben, der neuen Remscheider Talsperre (Neye-Talsperre) nicht nur 50 v. H. sondern sogar 65 v. H. des Jahresabflusses als Stauraum gegeben ist.

Einige Beispiele mögen dieses Verfahren zeichnerisch und rechnerisch erläutern.

Okertalsperre. Die Abb. 35 stellt den Betriebsplan des geplanten Staubeckens im Okertal (Harz) dar. Das Becken soll der Kraftgewinnung in einem nicht weit unterhalb gelegenen zentralen Kraftwerk, der Aufhöhung des Triebwassers für die Triebwerke an der Oker und Aller und dem Hochwasserschutz dienen. Die Abflußmengen aus dem Niederschlagsgebiet (66,7 qkm) sind ermittelt zu:

Jahresab fl uß menge 49,1 Mill. cbm 58,3 „    „

42,0 „    „

1901

1902

sekundl. mittl. Abflußmenge 1.56 cbm 1,85 „

1,33 „

HO

Abflußjahr 1903

42,0 Hill, cbm 1,33 cbm/sec.

Abfluß

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Verlust

1301

190

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22,0

22,1

20.

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££vwmß^ Qczcinfwz' donnai Abb. 35. Wasserwirtscbaftsplan für das Sammelbecken im Okergebiet (Harz) für d Niederscblagsgebiet G6,7 qkm. Stauinbalt 22,1 Hill.

fliigiist I cGpicn-.lvL tfüftliilut'

ie Abflußjabre 1901 bis 1903 (Entwurf), cbm.

3nCv

¹

Intze, Über den Bau, die wirtschaftliche Bedeutung und Wirkung der Talsperren. 2.5. 1900 im Hause der Abgeordneten.

²

The Engineer 1907, S. 155.

³

   Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1906. S. 1061.

⁴

   Nach Mitteilung des Wasser- und Elektrizitätswerks in Solingen.

Es ist für das Becken zunächst ein Stauinhalt von 22,1 Mill. cbm angenommen.

Die wagerechte Grundlinie der Darstellung gibt die Zeit nach Monaten und Tagen, die senkrechten Ordinaten geben die Wassermengen an. Die täglichen Zuflüsse zum Becken sind zusammengezählt und darnach ist die Zufluß summ en linie aufgetragen, die in jedem Zeitpunkt unmittelbar den gesamten Zufluß vom 1. Nov. 1901 ab, an dem der Betriebsplan beginnt, erkennen läßt. Neben dem Stauinhalt des Beckens am Beginn der untersuchten Zeit und dem Zufluß aus dem Niederschlagsgebiet tritt als dritte Hauptgröße die Wasserabgabe aus dem Becken für Nutzzwecke auf. Diese Abgabe summiert sich ebenfalls aus der täglichen Abströmung und stellt sich dar als die Abfluß-summenlinie, die in jedem Augenblick den gesamten bisherigen Wasserabfluß aus dem Becken nachweist. Der senkrechte Abstand zwischen den beiden Summenlinien gibt für jeden Tag unmittelbar den Wasservorrat im Staubecken an.

Die nach Maßgabe des natürlich vorhandenen Zuflusses aus dem Niederschlagsgebiet und der gewählten Beckengröße verfügbare Wasserabgabe ist im Wege des Probierens gefunden. Dabei war maßgebend, 1. daß die Wasserabgabe für Triebzwecke eine möglichst gleichmäßige ist — denn hieran hat die Industrie mehr Interesse, als an zeitweilig größeren, aber unbeständigen Kräften —,

2.    daß möglichst geringe Wassermengen ungenutzt über den Überlauf der Talsperre abfließen und

3.    daß die Füllung des Sammelbeckens nicht wesentlich unter 7 Mill. cbm herab geht, um zu starke Schwankungen der Druckhöhe in den Turbinen zu vermeiden, die den Betrieb des Kraftwerkes ungünstig beeinflussen, wenn zwar durch konstruktive Einrichtungen diesem Übelstand nach Möglichkeit begegnet werden kann.

Die Wasserverluste im Becken durch Verdunsten und Versickern sind im vorliegenden Fall dadurch in Ansatz gebracht, daß der Abgang einer Wasserhöhe von 650 mm im Jahr — auf Grund der Erfahrungen an dem lothringischen Stauweiher von Gunderfingen — in der 132 ha großen Wasserfläche des Beckens angenommen ist. Dieser Verlust von 0,65 • 132 • 10000 = rund 0,86 Mill. cbm ist auf die trocknen Monate Juni bis Oktober verteilt, und stellt sich, wie aus dem Betriebsplan ersichtlich ist, gleichsam als Wasserabgabe dar. Als solche treten auch die Überlaufmengen auf z. B. in den Monaten April des Abflußjahres 1901, Dezember, Januar und April 1902. Es kann in Betracht kommen, nur mit der mittleren Wasseroberfläche, nicht aber mit der Oberfläche bei gefüllten Becken zu rechnen.

Der Betriebsplan zeigt, daß es möglich gewesen wäre, im Abflußjahr 1901 bis Ende April das Becken völlig zu füllen, ohne den Abfluß ganz zu unterbrechen. Bis Ende Januar des Abflußjahres 1902 können 1,7 cbm/sek. abgegeben werden. Von da an bis Ende 1903 ist die gleichmäßige Abgabe 1,25 cbm/sek. Der Verlauf der Kurven läßt weiter erkennen, daß zu Anfang der sommerlichen Hochwasserzeit — die bedeutendsten Hochwasser der Oker treten in der heißen Jahreszeit, besonders im Juli auf — im Abflußjahr 1902 der Stauraum bis zu 20 Mill. cbm gefüllt ist. Der für die Aufnahme der Hochfluten notwendige Schutzraum von 8,3 Mill. cbm haben — wie sich aus dem Verlauf der Hochfluten und der Aufnahmefähigkeit der Oker nach anderweiten Ermittlungen ergibt — um die schadenbringende Wirkung der Hochfluten zu hindern. Wenn die vorher ermittelte Nutzwasserabgabe mit Sicherheit auch in trockenen Jahren — wie es z. B. 1903 gewesen ist — erfolgen soll, so müßte der Stauinhalt von 22,1 Mill. cbm um den notwendigen Hochwasserschutzraum von

8,3 Mill. cbm erhöht werden. Geplant ist jedoch, dieses Maß nur auf 26 Mill. cbm zu erhöhen. Bei reichlicher Bemessung der Ablaßvorrichtungen an der Talsperre kann man annehmen, daß es dann möglich sein wird, den Hochwasserverlauf durch rechtzeitiges Ablassen aus dem Becken unschädlich

zu gestalten.

Es mag bemerkt werden, daß durch die Abgabe von 1,25 cbm/sek. in dem zentralen Kraftwerk an der Talsperre — bei einem durchschnittlichen Gefälle von 48 m, das sich aus dem Betriebspläne ergibt — 1200 PS. während 14 Vs Arbeitsstunden an 300 Tagen im Jahre gewonnen werden können. Der Gewinn in den Triebwerken an der Oker und Aller gegenüber der gege nwärtigen Nutzung ergibt sich zu 3000 PS. unter den gleichen Betriebsbedingungen¹).

Der Stauinhalt für die Trinkwassersperre der Stadt Plauen i. V. wurde nach folgendem Verfahren ermittelt. Maßgebend war, daß von dem natürlichen Vorrat nichts ungenutzt ins Tal fließen sollte, sondern alles Wasser der Stadt zur Verfügung gestellt werden konnte.

Der für den vollkommenen Ausgleich nötige Fassungsraum des Staubeckens berechnet sich in der Weise, daß man den beobachteten monatlichen Abflußmengen die monatlichen Verbrauchsmengen gegenüberstellt und unter Berücksichtigung der für jeden Monat sich ergebenden Ueberschüsse und Fehlbeträge den Beckeninhalt am Ende jeden Monats feststellt, unter der Annahme, daß am Anfang des Jahres eine gewisse Menge x im Becken vorhanden ist. Wenn vollkommener Ausgleich • zwischen Zufluß und Verbrauch eintreten soll, muß der Fassungsraum einerseits den größten Fehlbedarf, andrerseits den größten Überschuß am Schluß eines Monats zu fassen vermögen. Dem so gefundenen Kauminhalt ist noch derjenige Inhalt hinzuzufügen, der als sog. eiserner Bestand im Becken zu bleiben hat, d. h. unter welchen die Füllung des Beckens an keinem Tage herabsinken darf; im vorliegenden Fall wurden hierfür mindestens 500000 cbm angenommen. Unter Berücksichtigung der Verhältnisse des Jahres 1901, des einzigen, für welches vollkommene Beobachtungen Vorlagen, ergab sich folgende tabellarische Berechnung (Tab. 37) für die Größe des Hauptbeckens, wobei angenommen ist, daß von dem Zufluß während der Aufstauung im Weiher etwa l/z durch Verdunstung und Versickerung verloren geht.

Tabelle 37. Betriebsplan der Talsperre der Stadt Plauen für das Jahr 1901.

Niederschlagsgebiet rund 10 qkm.

Monat

Monatl. Zu- Monatl. fluß aus dem Zufluß nach Niederschlags- Abzug von gebiet in Taus, cbm (gemessen) Taus, cbm

331/3 v. H. Verlust in

Monatl. Trinkwasserbedarf in Taus, cbm

Monatl. Monatl. Über- Fehlbeschuß in darf in Taus, cbm Taus, cbm

Inhalt des Beckens am Ende des Monats in Taus, cbm

Bemer

kungen

Januar . . Februar . . März . . . . April. . . . Mai . .

Juni . . . . Juli . . . . August. . September . Oktober . . November . Dezember. .

146

100

340

75

50

342

CO CO

co

CO o

980

653

343

310

1872

1248

475

773

407

109

1043

764

237

946

347

74₃

275

73

695

510

475

485

545

550

150

200

412

40

158

545

387

630

340

290

231

339

108

495

339

156

X —240 x — 532 x —222 x +551 x + 351 x — 61 x+ 89 x + 49 x —338 x — 48 x —156 x +    0

x = Inhalt des Beckens am 1. Januar früh.

5118

5118

7669

Diese Rechnung lehrt, daß der Inhalt x des Beckens am Beginn des Jahres so groß sein muß, daß er zur Deckung des größten Fehlbedarfs Ende Februar ausreicht, d. i. = 532000 cbm. Andererseits. muß aber auch der größte vorkommende Überschuß über x Ende April = 551000 cbm im Becken Platz finden; sonach ergibt sich der erforderliche Rauminhalt des Beckens zu 532000 + 551000 + 500000 (eis. Best.) = 1583000 cbm = rund 1600000 cbm.

Eine gleiche Rechnung für das Jahr 1902 durchgeführt, für welches bis zur Aufstellung des Betriebsplanes nur die Abflußmengen bis Ende August feststanden, ergab unter der Annahme, daß die Abflüsse in den Monaten September bis einschließlich Dezember annähernd die gleichen wie im Vorjahre sind, einen erforderlichen Beckeninhalt = rund 2000000 cbm (Tab. 38).

Man sieht, wie große Schwankungen in den Ablaufmengen Vorkommen und wie außerordentlich abhängig hiervon die Bemessung des Beckeninhaltes ist. Wenn, was nicht ungewöhnlich wäre, der Oktober sehr trocken gewesen wäre und erst der November wieder größere Wassermengen gebracht hätte, so würde der nötige Fassungsraum noch um einige Hunderttausend cbm größer aus-fallen. Ebenso würde eine Verschiebung im prozentualen Verhältnis der monatlichen Verbrauchsmengen eine Vergrößerung des erforderlichen Fassungsraumes des Beckens ergeben haben. Für spätere Zeit wurde in Aussicht genommen, benachbarte Niederschlagsgebiete zur Speisung des Beckens hinznzuziehen, deren Wässer mit verhältnismäßig geringen Kosten zugeführt werden können. Es tritt dadurch eine Vergrößerung des Niederschlagsgebietes um rund 2/3 ein und dementsprechend ist die Größe des Beckens auf (1 + 2/3) 2,0 = 3,3 Mill. cbm bemessen worden¹).

1) Nach »Talsperre« 1903.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Tabelle 38. Betriebsplan der Talsperre der Stadt Planen für das Jahr 1902. Niederschlagsgebiet rund 10 qkm.

Monat

Monatl. Zufluß aus dem Niederschlagsgebiet in Taus, cbm gemessen

Monatl. Zufluß nach Abzug von 33Vs v. H. Verlust in Taus, cbm

Monatl. Trinkwasserbedarf iu Taus, cbm

Monatl. Überschuß in Taus, cbm

Monatl. Fehlbedarf in Taus, cbm

Inhalt des Beckens am Ende des Monats in Taus, cbm

Bemer

kungen

Januar . . Februar . März . . . April . . Mai . . . Juni . . . Juli . . . August. . September Oktober . November Dezember.

1360

330

1030

345

330

15

515

340

175

400

500

380

520

175

220

160

630

230

495

500

550

590

600

580

380

250

OOO O (M CC

rH T-i

IO O O H CO (M ^ CO ^

x +1030 x 4- 1045 x +1220 x 4- 1120 x +1000

x + 970

370

140

360

135

x + 555 x -)— 175 x— 245 x +    5    |

x — 135 x T 0 I

x = Inhalt des Beckens am Jahresanfang.

8138

5430

5430

Nötiger Beckeninhalt = 1220000 + 245000 + 500000 = 1965000 cbm, rund 2000000 cbm.

Dieses Verfahren erscheint hauptsächlich dort geeignet, wo ein ziemlich gleichmäßiger Wechsel zwischen Fehlbedarf und Uberschuß ist, wie z. B. im vorliegenden Falle im Jahre 1901. Das Jahr 1902 zeigt eine ausgesprochene Trockenperiode von sechs Monaten (April bis September). Hier ist der Fehlbedarf dieser sechs Monate maßgebend, der zusammen 1465000 cbm, d. h. gleich dem errechneten nötigen Beckeninhalt ist. Überdies ist bei dem Verfahren angenommen, daß in jedem Jahre ein vollkommener Ausgleich vorhanden ist. Dies wird sich praktisch nicht leicht ergeben. Ein zweijähriger Abfluß ergibt ein noch nicht ausreichendes Bild des Wasserhaushaltes. Es wird ferner erwünscht sein, aus einem nassen Jahr einen Vorrat in das nächste, vielleicht trockene Jahr hinüberzunehmen. Aus alle diesem ergibt sich dann die Notwendigkeit eines wesentlich größeren Stauraumes. Ein Beckenraum von 2,0 Mill. cbm, d. h. nur etwa 25 v. H. des Gesamtjahresabflusses von 7,7 bis 8,1 Mill. cbm, der in Plauen gemessen wurde, erscheint gering und würde nach den heute vorliegenden Erfahrungen einen vollkommenen Ausgleich des Abflusses praktisch nicht erwarten lassen.

Betriebspläne zur Abgabe von Zuschußwasser in trockener Zeit zur Aufhöhung des Niedrigwassers in Triebbächen zur Grundwasserspeisung oder für Schiffahrtszwecke. Es sollen die leitenden Gesichtspunkte und die Aufstellung derartiger Betriebspläne kurz gekennzeichnet werden. Dabei sei vorweg bemerkt, daß in Deutschland vornehmlich die Sammelbecken zur Liefernng von Zuschußwasser für die Triebwerke und die Aufhöhung des Grundwassers zu Zwecken der Trinkwasserversorgung in den Vordergrund gerückt sind, während die ersten Becken für Schiffahrtszwecke an der Weser und Oder ihrer Verwirklichung, wie schon im § 4 ausgefiihrt, entgegengehen. Ein Anhalt für die Aufstellung von Betriebsplänen für Sammelbecken, die Bewässerungszwecken dienen, ist weiter unten gegeben.

Es erscheint notwendig, für das Verständnis derartiger Betriebspläne einige Bemerkungen voranzuschicken über die Art der Kraftgewinnung durch die Triebwerke an den durch Sammelbecken in seinem Ausfluß nicht regulierten Gebirgswasser-läufe, um die Erfordernisse im einzelnen kennen zu lernen, denen die Becken hier zu genügen haben. Indem für genauere Kenntnis dieser Verhältnisse auf die ausführlichen Darlegungen des Verfassers in seiner Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«,

II. Aufl., Leipzig 1908, S. 79 u. f., hingewiesen wird, sei hier bemerkt:

nor-

Der oben S. 110 mitgeteilte Betriebsplan für die Okertalsperre weist die mögliche Abgabe von Zuschußwasser nach ohne Rücksicht auf die natürliche Wasserführung im Flußlauf. Bei einer Vermehrung des frei fließenden Wassers wird man naturgemäß das Becken nur dann und nur so lange in Anspruch nehmen, als die natürliche Wasserführung nicht dem Bedürfnis der Triebwerke an Kraftwasser oder der Aufhöhung des Niedrigwassers für andere Zwecke genügt. Es ist also nur mit Unterbrechungen Zuschußwasser in solcher Höhe aus dem Becken zu entnehmen, daß eine bestimmte male Wassermenge im Fluß vorhanden ist.

Aus den eingehenden Untersuchungen Intzes über die Wasserverhältnisse im Wupper- und Ruhrtal geht hervor, daß dort die Wassertriebwerke im Mittel nur auf eine Ausbeute von 40 v. H. der Mittelwassermenge eingerichtet sind. Es ist dies in dem ungleichen Wasserabfluß begründet, der dort vor Erbauung der Talsperren in trockener Zeit bis auf 5 v. H. des Mittelwassers gesunken ist. Die Vermessung der Wassertriebwerke an der Wupper hatte die weiter unten in Abb. 40 dargestellten Ergebnisse über die erforderlichen Aufschlagswasser mengen. Es geht daraus hervor, daß die meisten Triebwerke ganz erheblich weniger Wasser gebrauchen als das ihrem Niederschlagsgebiet entsprechende Mittelwasser. Aus den Schwankungen der Wasserabflußmengen für das Bevertal stellt sich darnach bei einem Bedarf von 100 v. H. der mittleren Abflußmenge für den Betrieb eines Motors ein jährlicher Mangel von 39 v. H. der gesamten Jahresabflußmengen heraus. Man fand ferner, daß bei einem Bedarf von 80 v. H. dieser Mangel auf 26 v. H. der Jahresmenge, bei einem Bedarf von 60 v. H. der Mangel auf 14y₂ v. H. und bei 40 v. H. Bedarf auf rund 6 v. H. herabsank. Erst bei etwa 8 v. H. Bedarf von der mittleren Abflußmengefüst der Mangel gleich Null, da für diesen Verbrauch durch das niedrigste Wasser noch vollständige Deckung vorhanden ist. Es ist anzunehmen, daß die Triebwerke in langjährigen Erfahrungen zum Satz von 40 v. H. gekommen sind, und es stellt sich darin gleichsam eine Gleichgewichtslage dar: Auf der einen Seite der Vorteil, den eine stärkere Kraftausnutzung mit einer größeren Maschinenanlage in wasserreicher Zeit bringen würde, — auf der anderen Seite der Verlust aus brachliegendem Kapital in trockenen Monaten. Wenn Q die mittlere Jahresabflußmenge ist, so würde sich demnach für einen 24stündigen Betrieb an 365 Tagen die im Kraft-

stellen.

werke nutzbare Betriebswassermenge auf

Q- 0,4

365"- 24 • 60 • 60

Es seien noch die Ergebnisse der Untersuchungen an einigen anderen Wasserläufen mitgeteilt. Man fand, daß für die Gebrauchswassermenge, die der mittleren sekundlichen oder täglichen Abflußmenge während eines Jahres entspricht (100 v. H.), der Mangel des ganzen Jahres in bezug auf das Mittelwasser des jeweiligen Jahres gerechnet, betrug:

1.    Für die Urft unterhalb Gemünd (Eifel) im Jahre . . 1901

für das Jahr ..................

2.    Für das Östertal (Ruhrgebiet) für das Jahr.....

für das Jahr ...................

3.    Für den Harzdorfer Bach bei Reichenberg (Böhmen)

im Jahre vom 1. Mai 1902 bis 30. April......

4.    Für die Görlitzer Neiße bei Röchlitz im Jahre vom

1. Mai 1902 bis 30. April.............

5.    Für den Queis bei Marklissa (Schlesien) im Jahre vom

1. April 1901 bis 31. März .    ..........

im Jahre vom 1. April 1902 bis 31. März.....

6.    Für die Ruhr bei Mülheim im Jahre........

7.    Für das Bevertal bei Wipperfürth (Wupper) im Jahre

vom 1. September 1888 bis 31. August......

8.    Für die Murg bei Forbach in den Jahren 1893 bis . 1906

1902

1899

1900

1903

1903

1902

1903

1902

1889

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Es zeigte sich dabei, daß in den meisten Jahren und in den meisten Niederschlagsgebieten der Wassermangel, der in einer Trockenperiode von mehreren Monaten eintritt, wesentlich kleiner ist als derjenige für das ganze Jahr. So war z. B. für das ganze Jahr 1901 an der Urft der Wassermangel in der Trockenperiode von 156 Tagen nur 31,8 v. H. der mittleren Abflußmenge, während fim Jahre 1902 in der Trockenperiode von 197 Tagen dieser Mangel auf 30,1 v. H. sank.

Hiernach ist man in der Lage, die Frage zu beantworten, wie groß für eine Wasserkraftanlage die Ergänzung in trockener Zeit geschalfen werden muß, sei es durch Zuschußwasser aus einem Sammelbecken oder durch eine Wärmekraftaushilfe, um eine über das Jahr gleichmäßige mittlere Kraftleistung zu erzielen.

Wenn beispielsweise für eine Kraftanlage am Urftflusse der Mangel im Jahre 1901 43,7 v. H. betrug, so heißt das, es hätten 43,7 v. H. der Jahresabflußmenge als Kraftwasser oder die einem Produkt aus dieser Wassermenge und dem Gefälle des Werkes entsprechende Wärmekraft zugeschossen werden müssen, um ständig die mittlere Jahresleistung zu halten. Maßgebend für die notwendige Größe des Aufspeicherungsraumes werden im allgemeinen die oben angegebenen geringeren Prozentsätze von

31.8    und 30,1 einer langen sommerlichen Trockenperiode sein. So berechnet sich z. B. der Wassermangel in der Trockenperiode des sehr niederschlagsreichen Jahres 1901 zu

195.8    • 0,318 = 62,3 Mill. cbm und in der Trockenperiode des Jahres 1902 zu 148,2 • 0,301 = 44,5 Mill. cbm. Aus diesen Ermittlungen kann man Folgerungen auf die notwendige Größe der Sammelbecken ziehen.

Ähnliche Ermittlungen lassen sich über den zeitlichen Mangel anstellen. Nach den Untersuchungen Rehbocks²) ist die mittlere jährliche Abflußmenge bei der Murg im nördlichen Schwarzwald nur an 90 Tagen des Jahres voll vorhanden, während neun Monate lang der Wasserabfluß hinter dem mittleren zurückbleibt, so daß ein für die Ausnutzung des mittleren jährlichen Abflusses erbautes Werk ³/₄ des Jahres unter Wassermangel leiden würde. Dabei berechnet sich die mittlere Leistung des Werkes zu etwa ³/₃ der Volleistung.

Nach den Intzeschen Untersuchungen würde ein Werk, das aus einem Gebirgsfluß 40 v. H. der Mittelwassermenge als Betriebswassermenge ausnutzt, an etwa 100 bis 120 Tagen im Jahre Mangel an Betriebswasser leiden, während hei 30 v. H. des Mittel-

waasers als Betriebswasser die Aufschlagmenge an etwa 90 Tagen nicht vollkommen vorhanden sein würde. Nach den Kurven Uber die Beziehungen zwischen Wassermangel und Aufschlagwassermenge (Betriebswassermenge), die Intze aus einer Beihe von Messungen entworfen hat (s. Zeitschr. d. Yer. d. Ing. 1906, z. B. Abb. 24 bis 27), ist vom Verfasser die Tabelle 39 zusammengestellt, die diese Verhältnisse näher zur Darstellung bringt.

Tabelle 39. Bezielnmg zwischen Aufschlagwassermenge und Wassermangel.

Nieder

schlags

gebiet

Bei einer Betriebswassermenge von

20 v. H. I 30 v. H. 40 v. H. ; 50 v. H. I 60 v. H.

qkm

Tage mit Wassermangel

Urfttalsperre, Mittel 1901/2 .... Wuppergebiet, Bever-, Ülfe- und

Bruchertal 1888/89 .......

Ostertal 1889/1900........

Ruhr 1902 ............

Marklissa 1902/03 .........

Harzdorfer Bach.........

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75

105

140

150

175

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90

130

160

185

13

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90

115

145

165

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305

25

10

40

85

40

125

125

90

150

150

120

175

175

150

15,5

v. Miller nimmt für die Berechnung der Wasserkräfte am Nordabhange der Alpen einen mittleren Abfluß an, der mindestens neun Monate im Jahr zur Verfügung steht, wobei er allerdings die Ergänzung durch Wärmemaschinen für manche Zwecke voraussetzt¹).

Es ist eine gewisse Übereinstimmung dieser beiden letzteren Erfahrungssätze vorhanden.

Die Erkenntnis des Verhältnisses des Wassermangels zur mittleren Abflußmenge im Jahr ist u. a. bedeutsam für die Beitragsermittlung zu den Kosten bei genossenschaftlichen Sammelbeckenunternehmungen. Kennt man den mittleren täglichen Wasserbedarf eines Triebwerks und den mittleren Jahresabfluß, so kann man aus der Kurve des Wassermangels und der der Zahl der Tage des Wassermangels seinen Bedarf an Zuschußwasser ermitteln, um das Werk auf die mittlere Leistung zu bringen. In dem Maße, in dem nun der Zuschuß aus den Sammelbecken tatsächlich geleistet wird — wie der Wasserwirtschaftsplan ausweist — ergibt sich der Nutzen des einzelnen Triebwerkbesitzers aus dem Unternehmen und sein Anteil an den „—„

Deckung des G-esamtbedarfs entstehenden    a« ék>maI-

Abb. 36.

Diese Beziehungen lassen sich in übersichtlicher Weise zeichnerisch wieder-geben (Abb. 36²) und 37). Die Darstellungen lassen z. B. erkennen, daß man für die

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1)    Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1903. S. 1002.

2)    Nach Intze, Talsperrenanlagen 1904.

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Urft vor der Ausgleichung durch das Staubecken nur etwa 20 v. H. der Mittelwassermenge als Betriebs wassermenge während 270 Tagen im Jahre 1901 zur Verfügung gehabt hätte ; im Mittel der beobachteten Jahre an etwa 300 Tagen. Da das Mittelwasser der Urft fast 6 cbm/sek. beträgt, so hätte man nur 1,2 cbm/sek. für Kraftzwecke verwerten können, während durch das Staubecken 5 bis 6 cbm/sek. gewonnen werden.

Es entsteht nun die Frage, in

Tage

300

welcher Weise dieser Mangel an Betriebswasser gedeckt werden kann. Es ergibt sich ohne weiteres, daß dieses Zu-Mangd schußwasser durch Zurückhaltung der

130 vH,

250

120

Abflußmengen in den Zeiten geschehen kann, in denen der Abfluß über den Bedarf der Triebwerke hinausgeht. Vor allem kommen da die Hochfluten in Be-

tracht. Wie schon oben (S.36) hervorgehoben wurde, haben genaue Messungen ergeben, daß 40 v. H. des Jahresabflusses über die Linie der mittleren Abflußmenge hinausgehen. Diese 40 v. H. könnten also für den Fall aufgespeichert werden, daß die Triebwerke auf die Ausnutzung der Mittelwassermenge eingerichtet waren. Dies ist aber meist nicht der Fall, wie vorhin erwähnt. Es könnten also etwa bis zu 60 v. H. des Jahresabflusses zurückbehalten werden, um den Mangel in trockener Zeit zu decken. Mit Rücksicht jedoch darauf, daß die Anlieger eines Baches bei Um-und Neubauten darnach trachten werden und gegebenenfalls im Interesse einer

Abb. 37. Zusammenhang zwischen der Aufschlagmenge der Motore vollkommenen Kraftausbeute darauf hin-und dem mittleren Wassermangel, dargestellt in y. H. der mittleren , .,    ,    t miiQQPTl illVP Wprkpin-

Ahflußmenge für das 375 qkm große Niederschlagsgebiet der Urfttal- geleitet Werden mUSSen, lUie W erKdn-

sperre. Wassermangel und Abflußmenge sind gleichmäßig auf das Jahr    d.611 V6rl)6SS6rtCIl WstSSör—

verteilt in Rechnung gestellt.    &

Verhältnissen anzupassen, würde man den Fassungsraum der Becken nur für eine Aufspeicherung bis zu 40 v. H. bemessen, damit eine gleichmäßige Wasserführung der Bäche zu erzielen. Aber auch dieses Ziel zu erreichen, ist nicht wohl möglich, da es technisch nicht durchführbar ist, das ganze Niederschlagsgebiet abzufangen. Es lassen dies die Bebauung, die geologische Gestaltung und andere zwingende Verhältnisse nicht zu. Man wird sich also mit einer möglichsten Annäherung an dieses Ziel abfinden müssen, soweit es die natürlichen Bedingungen zulassen.

Bei der Durchführung dieser Untersuchungen im einzelnen wird man etwa in folgender Weise verfahren können:

Wie in Abb. 38 geschehen, zeichnet man sich für den Verlauf mehrerer Jahre, oder für einzelne für die Betriebsgestaltung maßgebende Jahre — mittlere Trockenjahre, oder mittlere Jahre mit trockenem Sommer — sofern Messungen vorliegen, die

1902

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täglichen Abflußmengen auf; sofern genaue Messungen nicht vorliegen, wird man nach Pegelablesungen und sonstigen Aufzeichnungen, und zwar in diesem Falle nur monatweise die Abflußverhältnisse zur Darstellung bringen, wie in Abb. 39 angedeutet ist. Nach dem Gesamtjahresabfluß ermittelt man nun die Mittelwassermenge und trägt diese Linie in die Darstellung ein. Gleichzeitig auch Wagerechte, die die Aufschlagwassermenge entsprechend dem Wert von 20, 30 v. H. usw. der Mittelwassermenge angeben.

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Abb. 38. Tägliche Abflußmengeii im Östertal in den Jahren 1899 und 1900. Zeichnerische Darstellung des Zusammenhanges zwischen der Aufschlagwassermenge der Motoren und dem mittleren Wassermangel, dargestellt in y. H. der mittleren Abflußmenge. Wassermangel und Abflußmenge sind gleichmäßig auf das

Jahr verteilt in Bechnung gestellt.

Niederschlagsgebiet 13,10 qkm.

Östertal

1899

1900

Mittlere Abflußmenge pro qkm .    .    . 1/sek.

Jahresabflußmenge ....    ,

Mittlere tägliche Abflußmenge .

Abflußhöhe im Jahre ....

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11534000 31 600

23,4

28,0

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734

880

Nun kann man die Kurve für die Zahl der Tage mit Wassermangel und den Wassermangel selbst verzeichnen (Abb. 38).

haupt noch ausreichen, um hohen Gefällen wird das selbst an kleinen Wassergerinnen der Fall sein, anders aber

Die weitere Untersuchung greift auf das wirtschaftliche Gebiet hinüber. Man wird untersuchen müssen, ob 30—40 v. H. des Mittelwassers als Betriebswasser übereine wirtschaftlich nutzbare Kraftgröße zu schaffen. Bei

bei niedrigen Gefällhöhen.

Ferner ist zu prüfen, ob und wie lange eine Unterbrechung oder Verminderung des Betriebes angängig ist. Ersteres kann bei elektrochemischen Werken wohl der Fall sein, das letztere bei Werken, die der Lichtversorgung dienen. Hier entspricht dem kleinen Wasserzufluß im Sommer der kleinere Lichtbedarf in dieser Zeit.

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Abb. 39. Monatliche Niederschlagsmengen, sowie monatliche und mittlere sekundliche Abflußmengen an der Absperrstelle der Urfttalsperre für die Jahre 1901 und 1902.

Niederschlagsgebiet 375 qkm.

Die Feststellung geschah durch seihstaufzeichnende Apparate und durch Geschwindigkeitmessungen mittels Flügel und elektrischem Zählapparat.

Urfttal

1901

1902

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Mittlere Abflußmenge pro qkm .... 1/sek. Regenhöhe .

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148 066 0U0 4,695 12,51

mm

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443

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395

415

Wo eine durchaus gleichmäßige Kraftabgabe stattfinden muß, wird man die Dampfaushilfe nicht entbehren können, wobei dann in Betracht kommt, die Betriebswassermenge auf mehr als 40 v. H. des Mittelwassers zu steigern. Man wird flir verschiedene prozentuale Aufschlagsmengen aus einer Darstellung, wie sie in Abb. 42

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Abb. 40. Darstellung der sekundlichen AMußmengen der Wupper vor und nach Anlage der Bever- und Lingesetalsp

in bezug auf die Größe des Niederschlaggebietes.

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wiedergegeben ist, ermitteln, an wieviel Tagen im Jahr und in welchem Umfang das Dampfwerk in Tätigkeit treten müßte, um das Wasserkraftwerk zu der in Aussicht genommenen Leistung zu ergänzen, und wird für die verschiedenen Möglichkeiten eine Betriebskosten- und Selbstkostenberechnung des vereinigten Betriebes aufstellen müssen. Der billigste Selbstkostenpreis für die Krafteinheit (PS.- oder KW-Stunde) und Rücksichten auf sonstige maßgebende wirtschaftliche Umstände und solche des Betriebes werden das Zweckmäßigste erkennen lassen. Eine allgemeine Regel läßt sich hier nicht aufstellen, es sei denn der Erfahrungssatz, daß man — ohne Dampf oder Talsperrenausgleich — wohl kaum über 60 v. H. des Mittelwassers als Betriebswasser hinausgehen wird, wenn man auch bei manchen Werken die Ausbaugröße bis zur vollen mittleren Abflußmenge gesteigert hat.

Als Beispiel möge zur weiteren Erläuterung dienen:

Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken im Bever- und Lingese-Tal zur Aufhöhung des Niedrigwassers in der Wupper¹).

Die in Abb. 40 dargestellten Ergebnisse des Beobachtungsjahres 1888/89 erreichen für das Bevertal von 22 qkm Größe bei dem in diesem Jahre stattgehabten mittleren Niederschlag eine Abflußmenge von rund 16,1 Mill. cbm oder eine mittlere tägliche Abflußmenge für sämtliche Tage des Jahres gerechnet von rund 44300 cbm. Die Wassermengen, welche über diesen mittleren Abfluß hinausgehen, betragen für dieses Beobachtungsjahr 39 v. H. der Jahresmenge oder rund 6,4 Mill. cbm. Ebenso groß ist natürlich der Wassermangel, welcher unterhalb dieses täglichen mittleren Abflusses durch den wirklich schwankenden Abfluß in trockener Zeit sich herausstellte. Der volle Ausgleich der Hoch- und Niedrigwassermengen würde demnach eine jährliche ausgleichende Abflußmenge von

6,4 Mill. cbm für das Bevertal erfordern. Wenn die Tage mit Hochwasser einerseits und die Tage mit Niedrigwasser andererseits während des Jahres in zwei Gruppen hintereinander gefolgt wären, so würde zum Ausgleich ein Sammelbecken erforderlich geworden sein, dessen Inhalt 6,4 Mill. cbm betragen müßte. Da jedoch, wie aus der Darstellung in Abb. 41 ersichtlich ist, Hoch- und Niedrigwassermengen miteinander wechselten, so wird im allgemeinen während eines Jahres eine häufigere Füllung stattfinden. Die nähere Untersuchung zeigte, daß, rund gerechnet, eine 2y₂iöalige Füllung eines Sammelbeckens durch das Hochwasser erwartet werden konnte. Darnach würde die Größe des Sammelbeckens für ein mittleres Jahr, wie es 1888/89 war, nur 6,4:2,5 = 2,56 Mill. cbm sein dürfen. Da an Sonn- und Feiertagen im allgemeinen kein Betriebswasser für die Werke abzugeben ist und da der Betrieb der Wasserkraftwerke an der Wupper mit wenigen Ausnahmen nur während der Tagesstunden stattfindet, so konnte für ein Sammelbecken dieser Größe eine noch bessere Ausnutzung, d. h. eine häufigere Füllung erwartet werden.

Eine eingehende Berechnung ergab, daß ohne Schädigung der vorhandenen Betriebe eine Nutzwassermenge von 10—11 Mill. cbm aus dem Bevertale gewonnen werden kann, d. i. 60—65 v. H. des Jahresabflusses, wenn, wie dies geschehen ist, das Sammelbecken auf 3 Mill. cbm Inhalt und durch einen beweglichen Aufsatz auf dem Überlauf zeitweise auf 3,3 Mill. cbm eingerichtet ist.

Zur Erlangung einer angemessenen Übersicht wurde ein Wasserwirtschaftsplan nach Abb. 41. aufgestellt, welcher die Bewirtschaftung der Sammelbecken im Bever- und Lingesetal während des Betriebsjahres 1. September 1888 bis 31. August 1889 darstellt und zwar unter der Vorraussetzung zweier verschiedener Entnahmemengen (6,0 und 6,83 cbm/sek.) für die Zeit vom 1. November bis 15. April. Die Ergänzung des Betriebswassers der mittleren Wupper auf 6,83 cbm ist eben noch möglich, wie der geringe Behälterinhalt Ende Januar zeigt. Ein gleicher Tiefstand stellt sich bei der Ergänzung auf 5 cbm in der Sekunde für die Zeit vom 15. April bis 1. November im Monat Juli ein. Der Plan zeigt zugleich den in dem Bever- und Lingesetal nach Anlage der Talsperren ausgeübten Einfluß auf die Wasserverhältnisse der mittleren Wupper.

Aus dem Wirtschaftsplan geht ferner hervor, daß man imstande ist, aus den beiden genannten Tälern von zusammen 31 qkm Niederschlagsgebiet statt der im Jahre bisher nur ausgenutzten Wassermenge von 4,2 Mill. cbm durch die Triebwerke mit Hilfe der Talsperren 4,20 + 17,76 = 21,96 Mill. cbm Wasser nutzbar zu machen, während an trockenen Sonntagen noch 0,73 Mill. cbm jährlich zur Spülung der Wupper abgelassen werden können.

!) Zeitschr. f. Architektur und Ingenieurwesen 1899. Heft 1.

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Uber die mit diesen Sammelbecken erzielten Betriebsergebnisse s. Abschnitt über den Betrieb

der Talsperre.

Zum besseren Ausgleich der Wasserführung der Wupper auf der Strecke unterhalb der Talsperren bis zu ihrer Mündung in den Rhein sind zurzeit drei Tagesausgleichweiher vorhanden: bei Dahlhausen, bei Beyenburg oberhalb Barmen und bei Buchenhofen einige Kilometer unterhalb Elberfeld (s. Abb. 6). Die Entfernung der Weiher von einander muß der Fließgeschwindigkeit angepaßt werden, mit der Maßgabe, daß in der Nacht und auch sonst nichts ungenutzt durch die Freiarchen abfließt.

Der Ausgleichweiher bei Dahlhausen hat die Bestimmung, das des Nachts und während der Arbeitspausen am Tag fließende Wasser aufzuhalten und nach Bedarf in den Arbeitsstunden wieder weiter zu geben. Der Weiher fast 56000 cbm und läßt eine Aufspeicherung und Weitergabe des Wassers je nach dem Zufluß der Wupper von 50—3500 1/sek. zu. Die Bedienung geschieht durch einen Wärter der naheliegenden Fabrik, welcher zu gleicher Zeit die Turbinen dieser Fabrik zu bedienen hat. Bei mittlerem Wasserstand der Wupper fließt alles Wasser während der Arbeitszeit durch die Turbinen, welche 8000 1/sek. fassen können.

Werken ankommt.

teilweise fließendes Wupperwasser des Abends festgehalten und am nächsten Morgen wieder so frühzeitig weitergegeben, damit es zur richtigen Zeit bei den unterliegenden Werken ankommt. Andernfalls würde das Wasser, welches nachts fließt, nutzlos bei den unterliegenden Werken vorbei fließen. Die Ablaßzeit beträgt 14 y₂ Stunden am Tage und läßt einen Ausgleich der Wupper bis zu 1600 1/sek. zu. Die Bedienung geschieht durch einen Wärter im Nebenamt, welcher die Schleuse zu den bestimmten Stunden zu öffnen und zu schließen hat. Dieser hat auch zu Hochwasserzeiten die

Der Ausgleichsweiher Beyenburg faßt 72000 cbm und hat die Bestimmung, die Fießzeit des Wassers auszugleichen, damit es zur richtigen Zeit bei den einzelnen Zu dem Zweck wird das zufließende Talsperrenwasser und

beweglichen Wehrklappen hochzuziehen und nach Ablauf der Flut wieder zu schließen.

Der Ausgleichweiher Buchenhofen faßt 66000 cbm und hat den gleichen Zweck wie der Beyenburger. Die Ablaßzeit beträgt auch hier 14¹/₂ Stunden und der Weiher läßt einen Ausgleich bis zu 1500 1/sek. zu. Die Bedienung geschieht durch einen besonderen Wärter. Derselbe hat zu den bestimmten Stunden die Schleusen zu öffnen und zu schließen, bei Hochwasser die beweglichen Wehrklappen zu entfernen und nach Ablauf der Flut wieder zu schließen, sowie die anschwimmenden und von den Städten Barmen-Elberfeld kommenden festen Körper, als Holz, Farbknüppel, Körbe, Flaschen, Blechkannen, tote Tiere usw. zu entfernen. Die Kosten dieses Wärters, 900 Mk. Gehalt und 300 Mk. Mietsentschädigung werden zu einem Drittel von der Genossenschaft und zwei Drittel von den Städten Barmen-Elberfeld getragen. Um die Entfernung der Holzteile usw. aus dem Becken zu erleichtern, ist ein Boot angeschafft worden.

Ein solcher Ausgleichweiher müßte für regelrechten Betrieb oberhalb jedes Werkes vorhanden sein. Dies ist in der Praxis nicht gut möglich, die örtlichen Verhältnisse gestatten die Anlage von Weihern in engen Gebirgstälern oft nicht aus Platzmangel. Die Weiher werden in der Regel durch Erdhaushub im \orlande in geringer Tiefe bis etwa 5 und 6 m ausgehoben bzw. teilweise auch durch Anstau gewonnen.

Während bei einem Weiher, der unmittelbar mit dem Werke in Verbindung steht, der Abfluß dem Triebwerk sofort zur Verfügung steht, werden bei nur einzelnen Ausgleichweihern die entfernteren Triebwerke des morgens eine gewisse Zeit warten müssen — also erst später den Betrieb aufnehmen können — bis das Zuschuß wasser, das morgens zu bestimmter Stunde abgelassen wird, zu ihnen kommt. Die Mißstände, die sich hieraus ergeben haben, haben an der Wupper den Wunsch nach weiteren Ausgleichungen entstehen lassen. Neben den oben erwähnten 3 Weihern sind ein weiteres Staubecken bei Hammerstein (1,6 Mill. cbm) im oberen Tale der Wupper, sowie einige Weiher entlang am Flusse geplant. Im gleichen Sinne wirkt das Staubecken an der Kerspe von 16 Mill. cbm Inhalt, das der Wasserversorgung der Stadt Barmen dient.

Über die Vorermittlungen, die für die Ausnutzung des Wassers zu motorischen Zwecken bei den schlesischen Hochwassersperren angestellt wurden, s. Intze, Die Wasserverhältnisse der Gebirgsflüsse Schlesiens S. 8.

Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken zur Aufhöhung des Grundwassers in der Ruhr. Eine neuartige Verwendung der Talsperren, eine erst von Intze ins Leben gerufene Benutzungsart, liegt bei den Sammelbecken vor, die für die Zwecke des Ruhrtalsperrenvereins errichtet werden bzw. unter seiner Mitwirkung entstanden sind. Über die Zwecke dieses Vereines sind schon in § 3 einige Mitteilungen gemacht worden.

Es sei daran erinnert, daß diese Sammelbecken meist zugleich mehrfachen Zwecken dienen, indem daraus Gemeinden ihre Wasserversorgung beziehen oder zentrale Kraftgewinnung erfolgt, bevor das Wasser der unteren Ruhr zugute kommt zum Ersatz des dort von den Wasserwerken fortgepumpten Wassers.

Es galt hier vornehmlich, den Interessenstreit auszugleichen, der dadurch entstand, daß sich die Triebwerksbesitzer durch die Absaugung großer Wassermengen aus dem Taluntergrunde der Ruhr geschädigt fühlten. Es mußte angenommen werden, daß eine fortlaufende Speisung des Grundwasserstandes durch die sichtbar fließende Welle des Flusses stattfindet, und es ist ersichtlich, wenn ein solcher Abzug des Oberflächenwassers in den Untergrund erfolgt, daß dies besonders in solchen Zeiten fühlbar für die Triebwerkbesitzer werden muß, in denen die Wasserabflußmenge der Ruhr sich unterhalb einer Betriebswassermenge bewegt, die den Motoreinrichtungen angepaßt sind. Durch diese Überlegung war die Richtschnur für die wasserwirtschaftlichen Untersuchungen gegeben.

Es kam darauf an:

1.    Die Wasserführung der Ruhr bei Niedrigwasser und Mittelwasser kennen zu lernen, zu einer Zeit, als noch die natürlich gegebenen Abflußverhältnisse vorhanden waren.

2.    Die Wassermenge zu bestimmen, die einer mittleren Betriebswassermenge der Triebwerke entspricht und die Zeitdauer, während der im Jahre der dieser Abflußmenge entsprechende Wasserstand unterschritten wird.

Aus diesen beiden Angaben ergaben sich die Schlußfolgerungen für den notwendigen Ersatz durch Zuschußwasser aus Talsperren.

Die ersten derartigen Ermittlungen fanden im Jahre 1897 statt, und es konnten die Feststellungen zu 1. nach den Pegelbeobachtungen am Pegel zu Mühlheim a. Ruhr gemacht werden.

Nach dem Ergebnis von Messungen, die seitens der Wasserbauinspektion Ruhrort im Jahre 1892 vorgenommen worden sind, führte die Ruhr unterhalb Mühlheim bei Niedrigwasser tatsächlich rund 7 cbm Wasser je Sekunde. Die vorläufigen Ermittlungen über die Menge des Wassers, die der Ruhr durch die daran liegenden Wasserwerke entzogen wird, ergaben, daß im Mittel vor dem Jahre 1897 in jeder Sekunde etwa 3,50 cbm entnommen wurden. Der Höchstverbrauch der Wasserwerke, der der Zeit nach im allgemeinen mit dem niedrigen Wasserstande zusammenfällt, war danach, sowie nach den sonstigen vorhandenen Angaben zu etwa 5,50 cbm/sek. anzunehmen. Er dürfte im Jahr 1892 etwa 4,5 cbm betragen haben, und hiervon werden 3,5 cbm nicht in die Ruhr zurückgelangt sein. Somit würde die Ruhr, wenn kein Wasser entnommen würde, an der genannten Meßstelle bei Niedrigwasser etwa 10,5 cbm/sek. abfiihren.

Zu etwa der gleichen Zahl führte die folgende Überlegung.

Die Strecke der Ruhr, auf der die durch die Wasserentziehung geschädigten Triebwerke liegen, reicht von Witten bis Mühlheim. Das Niederschlagsgebiet dieser Strecke umfaßt im Mittel rund 4000 qkm. — Für einen Punkt der Ruhr in der Mitte dieser Strecke d. h. etwa 20—25 km oberhalb

der Meßstelle, erhält man unter der nach dem Umfange und den geologischen und hydrologischen Eigenschaften des Niederschlagsgebietes gerechtfertigten Annahme, daß ohne Wasserentziehung bei Niedrigwasser rund 2,5 1/sek. vom qkm zum Abfluß kommen würden, eine (ursprüngliche) Niedrigwassermenge der Ruhr von 10 cbm/sek. Beide Zahlen bestätigen sich gegenseitig und konnten also als hinlänglich zutreffend angenommen werden. — Das Mittelwasser der Ruhr auf der gedachten Strecke war ohne Wasserentziehung im Mittel zu mindestens 15 1/sek. vom qkm des Niederschlagsgebietes, d. i. zu rund 60 cbm/sek. anzunehmen.

Für die Unterlagen zu 2. wurde auf örtliche Feststellungen zurückgegriffen, und es konnte ermittelt werden, daß die Turbinen und Wasserräder der meisten der in Frage kommenden Triebwerke nach glaubhafter Angabe der Besitzer bei voller Beaufschlagung rund 18—20 cbm/sek. nötig haben.

Aus diesen Zahlen ergaben sich nun folgende Schlußfolgerungen:

Mit Rücksicht darauf, daß durch die Wasserwerke der Ruhr viele große industrielle Anlagen mit verhältnismäßig gleichmäßigem Wasserverbrauch versorgt werden, kann man annehmen, daß während der Zeit des Jahres, wo diese Wassermenge von 18—20 cbm/sek. in der Ruhr nicht vor-

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Abb. 42. Die Wasserverhältnisse der unteren Ruhr im Jahre 1902 und ihre Beeinflussung durch Pumpwerke und Sammelbecken.

handen ist, im Mittel 4,5 cbm/sek. entnommen und 1,0 cbm zurückgegeben werden. Es müssen der Ruhr auf der Strecke Witten-Mühlheim also im Mittel 23,5 cbm Wasser, d. h. 39 v. H. des ursprünglichen Mittelwassers zufließen, wenn die Triebwerke vollen Betrieb haben sollen. Nach anderweiten Untersuchungen und besonders nach den an der Wupper angestellten Messungen war ferner anzunehmen, daß in einem Jahre hinsichtlich seiner Niederschläge höchstens etwa 150 Tage Vorkommen, an denen dieser Prozentsatz des Mittelwassers in der Ruhr nicht zum Abfluß kommt. Die Wasserwerke, die bei 3,5 cbm durchschnittlicher Wasserentnahme in der Sekunde jährlich (vor 1897) im Ganzen rund 110 Mill. cbm abfangen, entnahmen nach der auf Grund der Betriebsergebnisse einzelner Wasserwerke gemachten Annahme in den 150 „trockenen“ Tagen, an denen es an Betriebswasser in der Ruhr mangelt, eine Wassermenge von rund 4,5 cbm/sek., also im Ganzen rund 60 Mill. cbm; d. h. von rund 55 v. H. der jährlichen Gesamtentnahme. Yon dieser Wasserentnahme von 60 Mill. cbm wurde indes als schädlich für die Triebwerke nur ein Teil und zwar höchstens in Höhe von 55 Mill. cbm angesehen. Es schien daher im Interesse dieser letztgenannten Werke damals auch nur nötig, einen Ersatz für diese Wassermenge zu schaffen. Dies konnte durch Talsperren geschehen, wenn man

Wasserwirtschaftspläne.

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diesen einen Fassungsraum von etwa 30 Mill. cbm gab, da unter den vorliegenden Verhältnissen die Annahme einer noch nicht zweifachen Füllung in der sehr trockenenZeit eines Jahres, während welcher anhaltend Wasser aus dem Talbecken zur Deckung des Wassermangels entnommen werden muß, wegen der dann häufiger eintretenden Gewitterregen zulässig erschien.

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Es sei hervorgehoben, daß diese Berechnung von der Annahme ausgeht, daß die Triebwerke in der Zeit, an der mehr als 40 v. H. der mittleren Abflußmenge (60 cbm/sek.) im Fluß vorhanden sind, nicht geschädigt werden. Dies ist nur der Fall, wenn weniger als 40 v. H. abfließen und in solcher Zeit muß der Zuschuß aus den Talsperren in dem Maße erfolgen als ein Abpumpen aus dem Grundwasserstrom erfolgt.

Aus den obigen Ableitungen, daß für eine Entnahme der Pumpwerke von 110 Mill. cbm jährlich zum Ersatz des Zuschußwassers ein Stauraum von 30 Mill. cbm geschaffen werden muß, ergibt sich, daß der notwendige Stauraum rund 27 v. H. der Jahresentnahme beträgt, d. h. also, daß für 1 Mill. Wasserförderung ein Stauraum von 270 000 cbm in den Sammelbecken zur Verfügung stehen muß. Man kann rechnen, daß der Abfluß unter den hydrographischen Verhältnissen des oberen Ruhrgebietes von 1—1 y₂ qkm Niederschlagsgebiet genügt, um diesen Wasserabfluß in der Trockenperiode zu sichern. Es kommt demnach für 1 Mill. cbm geförderten Wassers die Absperrung von 1—172 qkm Niederschlagsgebiet in Betracht.

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Seit jenen ersten Ermittlungen im Jahre 1897, die zur Begründung des Ruhrtalsperrenvereins geführt haben, hat die Wasserentnahme sei- I'IO tens der Pumpwerke in außerordent-

lichem Maße zugenommen, wie die 4ji||NV nachstehende Tabelle erweist. Die $ §§| ilsHtlflx\ \

Abb. 42 u. 43 geben eine Darstellung rxxK/lfSff'\ k \ X ‘ der Wasserverhältnisse der unteren Ruhr im Jahre 1902.

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1900

176

1901

181

1902

185

1903

196

Die mittlere jährliche Zunahme der Wasserförderung betrug bis zum Jahre 1908 etwa 7 v. H. Im Jahre 1909 ist eine Verminderung in der Förderung eingetreten. Näh. s. Zeitschr. die Talsperre 1910 S. 98.

1904

212

1905

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1906

250

1907

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1908

282

274

1909

Im Jahre 1908 waren in den Quellgebieten der Ruhr folgènde neun Talsperren vorhanden. Einige davon waren schon vor Begründung des Ruhrtalsperrenvereins errichtet, die meisten sind erbaut von Genossenschaften, die für die einzelnen Flußsysteme ins Leben gerufen wurden, mit Geldunterstützungen seitens des genannten Vereins.

Es sind zurzeit vorhanden (s. Abb. 6):

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Der Satz von 270000 cbm ist bei den späteren Ermittlungen erhöht worden; zunächst hat man es für wünschenswert erachtet, den Raum der Becken auf rund der Jahreswasserentnahme zu bemessen. Bei Aufstellung des Wasserwirtschaftsplanes für die Möhnetalsperre wurde jedoch gerechnet, daß für 1 Mill. cbm Wasserförderung ein Stauraum von 380000 cbm bereit zu stellen ist. Die Notwendigkeit für die Vergrößerung dieses Satzes wird auf den Einfluß der starken Steigerung der Wasserförderung zurückgeführt. Diesen neuen Berechnungen ist das sehr trockene Jahr 1904 zugrunde gelegt, das 146 aufeinanderfolgende Tage hatte, an denen der Wasserstand unter +0,20 am Pegel zu Mülheim zurückging. An diesen 146 Trockentagen wurden der Ruhr durch die Pumpwerke 42,7 v. H. der Jahresmenge entnommen, d. h. 7 v. H. mehr, als nach dem Jahresmittel auf die genannte Zeit entfallen würde.

Für die Berechnung des dauernd entzogenen Wassers war für diese neueren Untersuchungen die Art der Entnahme durch die Pumpwerke maßgebend. Es waren demgemäß zu unterscheiden:

Klasse A, d. h. Wasserwerke, die nach fremden Niederschlagsgebieten pumpen, deren Förderung also der Ruhr dauernd verloren geht.

Klasse B, d. h. Wasserwerke, deren Verbrauch innerhalb des Ruhrgebietes liegt. Solche Werke brauchen nach Messungen Intzes an den Abwässern von Elberfeld-Barmen etwa öO v. II. des entnommenen Wassers, der Rest fließt zur Ruhr zurück.

Klasse C, d. h. industrielle Werke, die nach die Ruhr entwässern. Sie verwenden das Ruhrwasser hauptsächlich zur Kondensation und verursachen nach mehrfachen neueren Feststellungen bei Gelegenheit von Schiedssprüchen verhältnismäßig geringe Wasserverluste, weil sie fast alles entnommene Wasser dem Fluß wieder zurückgeben. Der Verlust ist zu 2—4 v. II. bei den großen Eisenwerken festgestellt und soll für die ganze Klasse C zu 5 v. H. angenommen werden.

Im Jahre 1907 gehörten:

Zu Klasse A 76,5 v. II. der Förderung „    14.8 v. II. „

,,    8.7 v. II. ,,

100,0 v. H.

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Im Jahre 1897 waren die betreffenden Zahlen:

Klasse A 69,0 v. H. der Förderung B 15,3 v. H. „    „

.. C 15,7 v. II.    „

100,0 v. II.

Die Förderung nach Klasse B und C hat seit 1897 zwar ebenfalls zugenommen, aber nicht in dem Maße, wie die Klasse A. Aus dieser Verschiebung des Verhältnisses der Beitragsklassen folgt, daß auch das Verhältnis der Gesamtförderung zum notwendigen Stauinhalt nicht feststeht, sondern sich langsam verändert, und zwar ist der auf 1 Mill. cbm der Gesamtförderung zu rechnende Stauinhalt wegen der besonders starken Zunahme der Förderung nach Klasse A zurzeit im Wachsen begriffen.

Für die Verhältnisse des Jahres 1907 mit 277,4 Mill. cbm Förderung ergibt sich der notwendige Stauraum wie folgt:

Wasserverlust der Ruhr an 146 Tagen bei Wiederholung einer Trockenperiode gleich der des

Jahres 1904:

0,427 • 0,765 • 277,4 = 91,1 Mill. cbm 0,148 • 277,4

0,427 •

= 8,8 „

0,087 • 277,4

—’ 0,5    ,,    ..

100,4 Mill. cbm

Der notwendige Stauinhalt selbst ist etwas größer, da die Sammelbecken nie ganz entleert werden dürfen. Als Minimum des verbleibenden Inhaltes können nach den Erfahrungen des Jahres 1907 mit sehr später, bis Ende November dauernder Trockenperiode 5 v. II. der vollen Füllung betrachtet werden.

0,427 •

20

Demnach ist der erforderliche Stauinhalt für das Jahr 1907 rund:

1,05 • 100.4 = 105,4 Mill. cbm.

Es könnte der Einwand erhoben werden, daß ein Teil des Inhaltes der Talsperre zu 1 rinkwasserzwecken verbraucht wird, also der Ruhr nicht zugute kommt. Diesem Umstand wird dadurch Rechnung getragen, daß der Wasserverbrauch der eigentlichen Talsperrenwasserwerke (Altena, Haspe und Kreis Schwelm) in der Statistik der Gesamtförderung der Rnhrwasserwerke ebenfalls aufgeführt wird, so daß auch der für diesen Verbrauch erforderliche Ersatz an Stauinhalt im Rechnungsergebnis

berücksichtigt ist.

Es sind also zurzeit für 277,4 Mill. cbm Jahresförderung 105,4 cbm Stauinhalt bereitzustellen, für 1 Mill. cbm Förderung:

105.4

277.4

Immerhin muß man sich darüber im klaren sein, daß alles dieses nur Annahmen sind. Die Intze’schen Berechnungen gehen von der Voraussetzung aus, daß die im Untergrund entnommenen

1000000 •

= 380000 cbm*)

¹

Hochwasser-Sammelbecken im Okergebiet. Jahrbuch für Gewässerkunde. Bd. 1. Nr. 3.

²

J Th. Rehbock. Entwurf eines Wasserkraftwerkes im Gebiet der Murg oberhalb Forbach. 2. Auflage.

³

Leipzig (W. Engelmann) 1910. Taf. XXX.

Wassermengen der freifließenden Ruhr in gleicher Stärke ersetzt werden sollen. Von dem fließenden Wasser wird jedoch nur ein Teil in den Untergrund dringen, das gleiche wird der Fall sein hinsichtlich des Zuschußwassers. Sollte der Grundwasserstrom in seiner früheren vollen Stärke erhalten bleiben, so mußte ein Überschuß an Ersatzwasser geschaffen werden; dieser Überschuß wird abhängig sein von der Durchlässigkeit des Untergrundes. Auch scheint der Verlust, den das Zuschußwasser auf dem Weg von den in den oberen Quellgebieten belegenen Talsperren bis zu der speisenden mittleren Ruhrstrecke »Witten-Mühlheim« errährt, nicht in genügendem Maße berücksichtigt zu sein. Die Wasserabflußmenge von 20 cbm entspricht etwa einem Wasserstand von -f-0,20 am Pegel zu Mühlheim a. Ruhr. Zutreffend würde es sein, wenn man au der früher vorhandenen, durch die Natur gegebenen Verhältnisse nichts ändern wollte, so viel Zuschußwasser aus den Sammelbecken zu liefern, daß die Unterschreitung des Wasserstandes jetzt nicht öfters und nicht in längerer Dauer im Jahreslauf eintritt, als dies unter früheren Verhältnissen der Fall war, ehe die gewaltigen Wassermengen dem Ruhrtal entzogen wurden.

Es ist im übrigen die Frage und wohl der Untersuchung wert, ob es nicht vorteilhafter und wirtschaftlich richtiger wäre, das Wasser von den im oberen Quellgebiet gelegenen Sammelbecken den Wasserwerken in Rohrleitungen zuzuführen als es frei abfließen zu lassen, wobei naturgemäß die Interessen der Triebwerke gewahrt werden müßten. Die Nutzwirkung des Stauraumes würde unverhältnismäßig größer sein und die ersparten Kosten für die Schaffung immer vermehrter Stauräume könnten für die Herstellung der Rohrleitungen aufgewandt werden.

Man ersieht aus obigen Darlegungen, daß der vorhandene Stauraum von 32,40 Mill. cbm durchaus unzulänglich ist. Er reicht nur gerade hin, um eine Entnahme zu decken, wie sie bereits 1897 vorhanden war. Der Ruhrtalsperrenverein sah sich deswegen genötigt, mit tatkräftigen Maßnahmen vorzugehen. Er. hat zu diesem Zweck den Bau einer großen Talsperre selbst in die Hand genommen und auf eigene Kosten ein Becken von rund 130 Mill. cbm Inhalt an der Mohne bei Günne im Kreise Soest errichtet. Da die Fertigstellung dieser Talsperre längere Zeit in Anspruch nahm, so wurde in der Zwischenzeit ein Becken von 22 Mill. cbm an der Lister (Lenne; bei Attendorn hergestellt. Diese Anlage baute eine für diesen Zweck gegründete Genossenschaft mit Geldunterstützung durch den Ruhrtalsperrenverein. Dieses Becken soll daneben auch den Triebwerksbesitzern an der Bigge, Leine und Volme zugute kommen. Betriebsplan s. unten.

Im Betrieb der Ruhrtalsperren wird angenommen, daß jährlich der Stauinhalt der Talsperren während drei Monaten zur Abgabe gelangt. Der Verein wird nach Fertigstellung der Listertalsperre und der Möhnetalsperre zusammen mit dem Stauinhalt in den jetzt vorhandenen neun Sperren einen Gesamtstauraum von rund 185 Mill. cbm zur Verfügung haben; also jährlich aus den Talsperren einen Zuschuß von rund 185 Mill. cbm zum Ersatz des aus der Ruhr fortgepumpten Wassers liefern können. Es ist nur eine einmalige Nutzabgabe des Talsperrenraumes angenommen. Mit Rücksicht darauf, daß die Becken neben dem Ersatz des fließenden Wassers auch der Trinkwasserversorgung dienen, ist diese Annahme wohl gerechtfertigt.

Betriebspläne für Talsperren zu Sckiffahrtszwecken. Die Wasserwirtschaftspläne für Sammelbecken, die der Aufhöhung des Niedrigwassers für Schifffahrtszwecke dienen sollen, werden zum Teil nach ähnlichen Gesichtspunkten aufzustellen sein, wie für andere Becken, die ein nur zeitweiliges Zuschußwasser liefern. Auch hier findet nicht eine dauernde, über ganze Jahre verteilte Abgabe statt, sondern die Abströmung wird je nach Bedarf und im allgemeinen nur während der Sommerzeit nötig sein. Wenn zwar in der winterlichen Frostzeit in den Strömen oft auch sein-niedrige Wasserstände vorherrschen, so ruht doch andererseits auch die Schiffahrt in dieser Zeit mehr oder weniger. Die Flüsse selbst unserer gemäßigten Zone zeigen einen sehr verschiedenen Abflußvorgang. Für den Rhein, der seinen Ursprung im Hochgebirge hat, sind die Abflußbedingungen andere als für die übrigen deutschen Ströme, die in den Mittelgebirgen entspringen und dorther ihre Zuflüsse erhalten. (Abb.44j Die künstliche Speisung unserer Flüsse wird also zeitlich verschieden sein müssen; immer aber wird man beachten müssen, daß insofern eine gewisse Gemeinsamkeit besteht, als auch an den unteren Strecken der Wasserläufe Wechsel von Anschwellungen und Mangel in den Sommermonaten einzutreten pflegen, wie in den Quellgebieten, wenn zwar dort

der Vorgang und Wechsel hei weitem nicht so schroff sind wie an den Gebirgsbächen. Dieser Umstand bringt die anzustrebenden Ziele jenen Aufgaben nahe, die oben bei den Betriebsplänen der Wuppertalsperren entwickelt werden. Es wird auch bei den Betriebsplänen fur die Schiffahrtssperren als leitender Gesichtspunkt gelten dürfen, eine längere Trockenperiode nach Maßgabe der längere Jahre hindurch beobachteten Pegelstände oder Wasserabfiußmengen-Messungen zu erkennen und festzusetzen. In diesen Zeiten muß der Zuschuß aus den Becken in solchem Umfang geliefert werden, daß im Strome ein bestimmter, für die Schiffahrt als wünschenswert

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Albb. 44. Darstellung des Abäußvorganges eines Hoch.- und Mittelgebirgsflusses.

-Abfluß eines »Hochgebirgsfl

— • — • — Abfluß eines »Mittelgebirgsflusses«

Die 1‘2 Monate des Jahres bilden die Abszisse.

usses«

gestrebter Wasserstand gehalten werden kann. Ist der Bedarf in einer solchen Trockenzeit gedeckt, so kann man annehmen, daß infolge der Niederschläge und Speisung aus den Zubringern in den Seitenflüssen auch für alle die kleineren Perioden des Wassermangels der erforderliche Zuschuß aus Man wird also zeichnerisch Vorgehen können und nach der Art des dort dargelegten Verfahrens bestimmen, wieviel Zuschußwasser für eine sommerliche Trockenzeit auf-gespeichert werden muß, um Dieser Abflußmenge entspricht dann in der Fahrrinne eine für die Schiffahrt nutzbare Fahrtiefe, vorausgesetzt, daß das Strombett sich in einer dem Regulierungsplan entsprechenden Beschaffenheit befindet, daß im besonderen die Höhenlage der Flußsohle und damit die Regulierungsfahrtiefe nicht durch Sandablagerungen beeinträchtigt wird. Hat man diese aufzusammelnde Wassermenge bestimmt, so tritt an den Ingenieur die andere Aufgabe heran, in den Seitentälern und oberen Quellgebieten die geeigneten

an

den Sammelbecken zur Verfügung stehen wird.

im Hauptstrom eine bestimmte Abflußmenge zu erhalten.

Talbecken und die abzusperrenden Niederschlagsgebiete zu suchen, die diesen notwendigen Wasservorrat zu liefern befähigt sind.

Ein Beispiel möge diese Darlegung erläutern. Es ist einem Gedankengange¹) entnommen, dem der Verfasser im Jahre 1902 folgte, um zu prüfen, welche Wassermengen an Zuschußwasser nötig sein würden, um die Schiffahrtsverhältnisse des Bheins in trockener Herbstzeit zu verbessern. Die Normalbreite des unteren Rheins zwischen den beiderseitigen Regulierungswerken ist 300 m, die der eigentlichen Schiffahrtsrinne 150 m. Sie beträgt auf der Strecke Bingen-St. Goar 230 m, im Rheingau 450 m, auf der Strecke Mannheim-Mainz wiederum 300 m. Es seien hier als mittlere Breite 300 m in Rechnung gesetzt. Die Wassergeschwindigkeit kann dem Wechsel im Gefälle und in der Wasserführung entsprechend keine überall gleichmäßige sein. Mit bezug auf stattgehabte Messungen sei für die niedrigen Wasserstände von + 1,50 a. P. zu Köln und darunter, welche hier in Betracht kommen, eine mittlere Profilgeschwindigkeit von 0,90 m/sek. in Ansatz gebracht. Es erübrigt noch die Zeit und das Maß zu bestimmen, um die die Niedrigwasserstände zu erhöhen sein würden. Die Schiffahrt hat das größte Interesse daran, einen dauernd möglichst gleichen Wasserstand zu haben. Sowohl die höchsten wie die niedrigsten Wasserstände sind der Flußschiffahrt hinderlich. Bei Kölna. Rh. beträgt der Unterschied zwischen dem beobachteten niedrigsten Wasserstande vom Jahre 1853 und dem höchsten Stande von 1882 9,43 m, während die Schwankung der gemittelten Jahreswasserstände immerhin noch 5,32 m ist²). Einen vollständigen Ausgleich auf Mittelwasser zu schaffen, ist praktisch nicht durchführbar. Es sei als ein nächstes Ziel angesehen, daß der Schiffahrt der Wasserstand des gemittelten Niedrigwassers + 1,50 a. P. zu Köln und -f 1,25 a. P. zu Bingen in trockener Zeit gesichert sei. Dann ist im unteren Strome eine Fahrtiefe von 3,00, im oberen Strome von Mannheim bis St. Goar eine solche von 2,0 m vorhanden. In den Monaten Oktober bis Januar ist dieser Wasserstand im 71jährigen Mittel an 23 Tagen unterschritten worden; die größte Trockenperiode dieser Art war im Jahre 1858 mit 107 Tagen unter +1.50 a. P. zu Köln. Es darf daher als ausreichend erscheinen, daß der Schiffahrt eine Aufhöhung der Niedrigwasserstände auf die Dauer von 60 Tagen in erster Linie in den trockenen Monaten Oktober und November geboten ist. Als ein recht niedriger Wasserstand des Rheins darf der von + 1,0 a. P. zu Köln gelten. Das Maß der Wassertiefenvermehrung, um + 1,50 zu halten, ist demnach 0,50 m. Da der Vorrat der Staubecken auf 60 Tage reichen soll, aber im Durchschnitt nur 23 Trockentage unter + 1,50 eintreten, so würde zeitweise auch eine stärkere Abströmung erfolgen können, wenn der Pegelstand unter + 1,0 sinkt. Die künstliche Speisung des Rheins in dem dargelegten Umfange würde demnach die Aufspeicherung einer Wassermenge von 300 • 0,5 • 0,9 • 3600 -24-60 rund 700 Mill. cbm erfordern.

Dieser Bedarf wird durch die Wbisserverluste durch Verdunstung, Versickerung und Undichtigkeit der Talsperre vergrößert. Nach Maßgabe der obigen Erörterungen sei die Verdunstungshöhe einer freien Wasserfläche zu 4 mm täglich angenommen. Ferner sei für unsere Mittelgebirgs-verhältnisse vorausgesetzt, daß je 1 Mill. cbm Stauinhalt eine Wasserfläche von 10 ha einnimmt, so daß sich fiir die gesamten, später zu errechnenden 800 Mill. cbm Stauinhalt 8000 ha Wasserfläche ergeben. Die in 60 Tagen in den Weihern verdunstende Wassermenge ist 800-10000-0,004-60 = 19,2 Mill. cbm.

Die Undichtigkeit der Sperrmauern wird nach den bisherigen Erfahrungen (s. S. 103) mit 2 1/sek. auf je 1,0 Mill. cbm Stauinhalt reichlich berücksichtigt sein. Der Verlust für 60 Tage und 800 Mill. cbm berechnet sich hiernach zu 60 • 60 • 24 • 60 • 2 ■ 800 = 8,3 Mill. cbm.

Wenn man den Verlust im fließenden Wasser unterhalb der Talsperre mit 10 v. H. des Stauinhaltes in Ansatz bringt, so ergibt sich eine Einbuße von 70 Mill cbm.

Der Gesamtverlust in den Stauweihern und im abströmenden WTtsser beträgt hiernach 19,2 + 8,3 + 70,0 = 97,5 Mill. cbm. Dieser Abgang wird selbst in sehr trockener Zeit durch den Zufluß aus dem Niederschlagsgebiet der Sammelbecken zum Teil ersetzt. Im großen Durchschnitt entfällt in den Gebirgen auf eine Jahresabflußmenge von 1 Mill. cbm ie 1,5 qkm Niederschlagsgebiet. Für die Beschaffung von 800 Mill. cbm würden demnach 1200 qkm Niederschlagsgebiet erforderlich sein. Der geringste Abfluß in trockenster Zeit beträgt für kleine Niederschlagsgebiete in deutschen Gebirgen etwa 1,5 1/sek. vom Quadratkilometer. Für 60 Tage ergibt sich danach ein Zufluß von 60 • 60 • 24 -60 • 1200 • 1,5 = 9,3 Mill. cbm, so daß sich der obige Abgang auf 88,2 Mill. cbm. vermindert.

Berlin 1889.

Der gesamte Wasserbedarf, um eine künstliche Vermehrung der Wassertiefe des Rheins um 0,5 m in 60 Tagen zu ermöglichen, würde demnach 700 + 88,2 oder rund 800 Mill. cbm sein.

In dieser Rechnung ist vorausgesetzt, daß die Sammelbecken lediglich den Schiffahrtszwecken dienen und der Stauraum für eine geschlossene Abgabe an 60 trockenen Tagen bemessen ist.

Der Verfasser hat in seiner oben erwähnten Studie „Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft“ (S. 34 u. f.), diese Aufhöhung des Niedrigwassers im Rhein für Schiffahrtzwecke aus Sammelbecken, die zugleich anderen Aufgaben, z. B. dem Kraftbetrieb und Hochwasserschutz dienen sollen, in Vorschlag gebracht. Danach sollten in den Tälern des Schwarzwalds an der Murg, Kinzig, Rench usw. und in den Vogesen von 7400 qkm, in den ganzen Gebirgen am Rhein von Basel bis zur Mainmündung von 62000 qkm Niederschlagsgebiet 1600 Mill. cbm Stauraum, 3200 Mill. cbm Jahresabfluß und 600000 Pferdestärken gewonnen werden. Dieser Gedanke ist von mancher Seite als nicht durchführbar und unwirtschaftlich bezeichnet worden. Rehbock findet in seinem Entwurf eines Wasserkraftwerkes im Gebiet der Murg oberhalb Forbach³) für ein Niederschlagsgebiet im Schwarzwald von 350 qkm die Möglichlichkeit, 100 Mill. cbm zu stauen und 325 Mill. cbm jährlichen Abfluß zu gewinnen. Wenn man aber aus diesen genauen Untersuchungen ersieht, daß an der Murg mit hervorragender Wirtschaftlichkeit — die Kilowattstunde kostet im Kraftwerk 12/3 Pfg. — schon auf einem verhältnismäßig kleinen Bezirk 100 Mill. cbm Stauraum erschlossen werden können, dessen Ausgleichwirkung neben der Krafterzeugung auch der Niedrigwasservermehrung im Rheine zugute kommt, so erscheint der obige Plan doch nicht so unmöglich.

Uber die Verwertung von Stauwerken für Schiffahrtszwecke siehe auch die Schriften des IX. Internationalen Schiffahrts-Kongresses Düsseldorf 1902, I. Abteilung die I. Mitteilung »Anlage von Stauwerken«. Über die Frage der Stauung des Bodensees nnd der sonstigen schweizerischen Seen zur Aufhöhung des Rheins siehe Gelpke, Groß Schiffahrt auf dem Rhein.

Betriebspläne für zentrale Wasserkraftwerke. Die Arten, nach denen die bisher erörterten Betriebspläne aufgestellt werden, lassen nur erkennen, welche Betriebswassermenge bei gegebenem Wasserhaushalt und Stauinhalt zur freien Abströmung gelangen kann. Sie haben also nur Bedeutung, sofern es sich darum handelt, die Aufhöhung des Niedrigwassers für die unterhalb gelegenen Flußläufe nachzuweisen. Es tritt hier nur die eine Größe in die Erscheinung: Die aus dem Becken abtrömende Wassermenge. Es soll nachstehend ein zeichnerisches Verfahren an dem Betriebsplan einer ausgeführten Talsperrenanlage beschrieben werden, das auch das Gefälle des Wassers bei Zuleitung in geschlossener Rohrleitung oder in einem Druckstollen für die Verwertung in einem zentralen Kraftwerk berücksichtigt.

Betriebsplan für die Urfttalsperre. In Abb. 45 ist der Betriebsplan für das Talbecken der Urfttalsperre und das Kraftwerk bei Heimbach dargestellt. Der Plan gilt für die Abflußverhältnisse der Jahre 1897 und 1898. Er enthält die Darstellung der vier wesentlichen Größen: Die Zuflußmengen zu dem 45,5 Mill. cbm fassenden Becken, die Betriebswassermenge, die aus dem Becken entnommen wird und die sich zusammensetzt aus dem natürlichen Zufluß und dem Zuschuß aus dem aufgespeicherten Wasser, den jeweiligen Staubeckeninhalt, der sich aus Zufluß und Abgabe ergibt, und die zugehörige Druckhöhe, die im vorliegenden Fall aus der wechselnden Stauhöhe im Becken (40 m) und der durch einen Stollen gewonnenen gleichbleibenden Gefällhöhe von rund 70 m besteht. Der Maßstab für die Abflußmenge ist am linken Rande in cbm/sek., der des Stauinhalts in Mill. cbm angegeben, rechts ist die jeweilige Gefällhöhe ablesbar.

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Auch ein solcher Plan muß im Weg des Probierens ermittelt werden. Man wird nach Erfahrungssätzen den Stauinhalt (45,5 Mill. cbm) vorläufig annehmen. Es ist hier in Übereinstimmung mit dem Vorgang, wie er sich im praktischen Betriebe voraussichtlich gestaltet haben würde 1. Mai 1897 ein volles Becken vorausgesetzt, das den Kraftwasserbedarf während des nächsten Sommers decken soll. Unter der weiteren Annahme, daß im Kraftwerk eine Leistung von 6300 PS. erzeugt werden soll, ist für den Monat Mai — als Zeiteinheit ist der Monat gewählt — eine Betriebswasserbgabe rund 6 cbm/sek. nötig. Da dies den natürlichen Zufluß übersteigt, ist ein Zufluß aus der Tal-

sperre erforderlich, der zur Folge hat, daß der Beckeninhalt sinkt. Dies bedingt seinerseits eine Abnahme der Gefällhöhe , und es wird im weiteren Verfolg im Monat Juni eine Steigerung der Betriebswassermenge nötig, die sich bis in den November hinein tortsetzt. Dieses Verfahren, das sich aus der gegenseitigen Beeinflussung der Betriebsfaktoren ergibt, würde zeigen, daß bei nicht zutreffenden Annahmen, z. B. zu starker Wasserabgabe, ein vollständiges Leerlaufen des Beckens ein-

Betriebsplan für die Kraftstation der UrfttaLsperre im Jahre 1897 und. 1898.

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4bb 45 Darstellung der sekundlichen Abflußmengen der Urft, der Schwankungen des Stauinhaltes im Sammelbecken, des Boh-und Nutzgefälles, der Betriebswasserentnahme und der aus diesen Größen sich ergehenden Nutzleistung im Kraftwerk bei Heimbach a. d. Eubr für die Jahre 1897 u. 1818 (6000 bis 6700 PS. an 7200 Arbeitsstunde).

KraftLeistunp an

-6300 PS-

treten würde. Hier ist als untere Grenze ein Stauinhalt von 2 Mill. cbm angenommen, der im Betrieb

und der Betriebsplan zeigt, daß in den Monaten November bis

nicht unterschritten werden soll Dezember 1897 und Januar bis Februar und im Dezember 1898 diese untere Grenze nahezu erreicht wird. Daraus geht hervor, daß eine größere Leistung als die angenommene von 6300, 6700 und 6000 PS. den gegebenen wasserwirtschaftlichen Verhältnissen nicht wohl

unter

zu

erzielen gewesen wäre-

Da, wie heiworgekoben, für viele Fälle es genügt, aber ancb notwendig ist, dafür zu sorgen, daß der gefüllte Stauraum hinreicbt, um die gewünschte Wasserabgabe für die Zeit einer ungewöhnlich langen Trockenperiode sicherzustellen, so kommt man bei der Prüfung der Frage, ob ein Stauraum und der vorhandene Wasserabfluß hinreicht, diesen Bedingungen zu genügen, oft schneller durch einen rechnerischen Nachweis zum Ziele.

Als Anhalt für eine derartige Ausrechnung möge der nachfolgend mitgeteilte Betriebsplan dienen, den der Verfasser bei den Voruntersuchungen für die Trinkwasserversorgung der Stadt Nord hausen a. Harz aufstellte (s. S. 41). Als der Verfasser im Frühjahr 1903 mit den vorbereitenden Arbeiten zur Ausführung des Baues in Berührung kam, wurde von ihm die Frage aufgeworfen und untersucht, ob es möglich wäre, mit der Wasseraufspeicherung zugleich eine Kraft -gewinnungsanlage zu verbinden, ohne den Zweck der Trinkwasserversorgung zu gefährden. Es zeigte sich, daß dies mit gutem wirtschaftlichen Erfolge geschehen konnte, wenn man das im Sammelbecken zurückgehaltene Wasser durch Turbinen schickte, ehe es in das städtische Leitungsnetz floß. Hygienische Bedenken dagegen, das Wasser erst für Kraftzwecke zu gebrauchen und dann der städtischen Wasserversorgung zuzuführen, können nicht entstehen. Vielmehr muß der Umstand, daß das Versorgungswasser bei der Beaufschlagung der Turbinen mit Luft in Berührung gebracht wird, günstig wirken, insofern es durch den Sauerstoff der Luft verbessert wird. Vom Stauspiegel des gefüllten Beckens bis zum Hochbehälter bei der Stadt standen 195 m Gefälle zur Verfügung. Die Kraftausnutzung konnte auf zwei Arten erfolgen: entweder durch Brechung des Gesamtgefälles, indem das Kraftwerk im Tale bei Neustadt etwa 2,6 km unterhalb der Talsperre errichtet wurde oder unter Zusammenfassung des Gesamtgefälles in einem Punkt, wobei das Kraftwerk in unmittelbarer Nähe der Stadt seinen Platz fand. (Abb. 16). Im ersteren Fall war eine nutzbare Gefällhöhe von 110 m vorhanden. Der Rest des Gefälles wäre für die Zuführung des Trinkwassers nach der Stadt mittels einer 250 mm weiten Rohrleitung aufgebraucht. Im zweiten Fall erhielt die Leitung in ihrer ganzen Länge 400 mm Lichtweite.

Rentabilitätsberechnungen erwiesen, daß beide Anlagen zu etwa gleichen Selbstkosten der gewonnenen Energie führten¹). Aber zugunsten der zweiten Anordnung sprach die größere Kraftgewinnung infolge des höheren Nutzgefälles und die Lage des Kraftwerkes bei der Stadt, nahe dem Verbrauchsmittelpunkt. Dieser letztere Umstand fiel besonders ins Gewicht und die zweite Ausführungsweise wurde deswegen gewählt.

I. Untersuchung über die Deckung des Trinkwasserbedarfs überhaupt:

a)    Wasservorrat.

1.    Mittlere jährliche Niederschlagshöhe (nach Messungen) 800 mm. In einem trockenen Jahre (1893) 600 mm. Der Abfluß wurde in der Voruntersuchung zu nur 50 v. II. des Jahresniederschlags angenommen. Niederschlagsgebiet 5,7 qkm.

2.    Abflußmenge²)

In einem mittleren Jahre 5700000 • 0,800 • 0,50 = 2 280000 cbm Abfluß. In einem sehr trockenen Jahre 5700000 • 0,600 ■ 0,5 = 1710000 cbm Abfluß.

b)    Wasserbedarf:

Nordhausen hatte im Jahre 1903 rund 30000 Einwohner. Für die Zukunft sind 45000 Einwohner angenommen. Verbrauch 100 1 für den Kopf und Tag, einschließlich Bedarf für industrielle Zwecke. Also zukünftiger Verbrauch 45 000 • 100 • 365 — 1642 500 cbm.

Der Bedarf ist also selbst in sehr trockenem Jahre gedeckt.

II. Größe des Stauraumes : a) Deckung des Trinkwasserbedarfs. Es wurde ein sehr trockener Sommer angenommen, in dem der Abfluß in den sechs Sommermonaten April bis September nur etwa 10 v. H. vom Jahresabfluß beträgt. In den sechs Sommermonaten also Abfluß rund 180000 cbm.

!) Näheres darüber in des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte. 2. Aufl. Leipzig

1908. S. 417.

²) In dieser Rechnung der Voruntersuchung wurde, um den Nachweis zu erbringen, daß das Sammelbecken selbst unter den denkbar ungünstigsten Verhältnissen seinen Zweck erfüllen würde, noch unter die in Tab.'25 gegebenen Annahmen heruntergegangen.

Zukünftiger Verbrauch in den sechs Sommermonaten: 45 000 • 100 • 30 • 6 = 810000 cbm. Am 1. April beim Übergang aus der nassen Jahreszeit in die trockene Sommerzeit müssen also für die Deckung des Trinkwasserbedarfs vorhanden sein: 810000—180000 = 630000 cbm.

zusammen

b)    Verluste für Verdunstung und Versickerung. Wasseroberfläche = 11,3 ha = 113000 qm. Verlust für das Sommerhalbjahr: Verdunstung 4 mm für den Tag. 180 - 4 = 720 mm; Verdunstungsverlust: 113000-0,72 = 81360 cbm. Versickerung 2 1/sek. 180-86400-2 = 31104 cbm;

112500 cbm d. i. etwa 1 m Wasserhöhe im Becken.

c)    Daraus ergibt sich als notwendiger Inhalt des Beckens 630000 +112500 = 742500 cbm. Vorhanden ist ein Stauinhalt von 770000 cbm. Der Überschuß von 30000 cbm entspricht etwa einer Wasserhöhe von 10 m als Reserve selbst in sehr trockenen Jahren.

III. Gegenüberstellung des vorstehend angenommenen und wirklich gemessenen Wasservorrates. Gemessener Abfluß Abflußjahr 1903/04. Es flössen ab vom 1. 10. 1903 bis 30. 9. 1904 rund 1890000 cbm (s. Tab. 17). Das Jahr 1904 hatte einen außergewöhnlich trockenen Sommer. Der Abfluß der Sommermonate Mai bis Oktober betrug nur 13,0 v. H. des Jahresabflusses. Das Abflußverhältnis für das ganze Jahr war 56 v. H. In dem sehr trockenen Sommer 1904 sind also in den sechs

trockenen Monaten abgeflossen

= 245700cbm gegenüber der Annahme von nur 180000cbm.

1890000-13

100

Abflußjahr 1904/05. Es flössen ab vom 1. 10. 1904 bis 30. 9. 1905 = 2995000 cbm. Das Abflußverhältnis für das ganze Jahr ist 58 v. H.

Es erwies sich somit, daß die Annahmen der Voruntersuchung im ganzen zutreffend gewesen waren. Sie bieten selbst für größere Trockenheit als im Sommer 1904 noch einen genügenden Rückhalt.

Den Berechnungen der Mindestleistung und der Rentabilität der Kraftgewinnung ist eine Wasserabgabe von 50 1/sek., d. i. ein Tagesabfluß von 4320 cbm zugrunde gelegt. Es schien nicht angängig — wenigstens solange nicht ausreichende Erfahrungen im Betrieb der Talsperre gesammelt waren — Uber dieses Mindestmaß herauszugehen, um die Trinkwasserversorgung unter allen Umständen sicher zu stellen. Eine weitergehende Kraftausnutzung konnte immerhin erwartet werden, zumal der Stadt Nordhausen neben dem Sammelbecken eine altvorhandene Stollenanlage als Reserve zur Verfügung steht, die in trockenster Zeit 800 cbm täglich liefert. Daher sind zum Vergleich die Kraftverhältnisse und wirtschaftlichen Erträge auch für mittlere Wasserabflußverhältnisse geprüft worden. In wasserreicher Zeit kann immerhin eine größere Kraftwassermenge als 50 1/sek. entnommen werden, soweit der Betrieb der Trinkwasserversorgung dies zuläßt und wenn das volle Becken an sich überströmen würde. Es ist deswegen im Kraftwerk ein Peltonrad aufgestellt, mit einer Aufnahmefähigkeit von 100 1/sek., das bei einer mittleren Druckhöhe von 178 m rund 170 PS. leistet. Auf gleicher Welle mit dem Peltonrade stehen zwei Gleichstromdynamos von je 55 Kilowatt Leistung.

Ein ähnliches Rechnungsverfahren kann man einschlagen zur Ermittlung der erreichbaren Betriebswassermengen für ein Kraftwerk. Als Beispiel hierfür möge die Talsperre von Marklissa dienen, wobei der Verfasser den Ausführungen von Bachmann in der Zeitschrift für Bauwesen 1903 folgt.

Talsperre Marklissa am Queis (Schlesien). Diese Talsperre ist als Hochwasserschutzbecken für einen Stauraum von 15 Mill. cbm bemessen. Unter Berücksichtigung des in dem 303 qkm großen Niederschlagsgebiet vorhandenen Wasserreichtums würde sich der zweckmäßig zu wählende Stauraum unter dem Gesichtspunkt der Kraftgewinnung wie folgt berechnen.

Die gesamte Abflußmenge in den 18 Monaten vom 1. Oktober 1901 bis 31. März 1903 ist gemessen zu 327463000 cbm. Die mittlere Abflußmenge berechnet sich daraus zu

6,93 cbm/sek.

327463000 547-864ÜÔ

Diese für den ganzen Zeitabschnitt berechnete mittlere Abflußmenge von 6,93 cbm/sek. ist in Abb. 46 durch eine wagerechte Linie dargestellt.

Diese Mittelwassermenge könnte man gleichmäßig während des ganzen Jahres schaffen, wenn man den Stauraum genügend groß machte. Maßgebend hierfür ist die längste unmittelbar aufeinanderfolgende Reihe trockener Tage, die hinter dieser MW.-Menge zurückbleibt. In dem obigen Zeitraum war dies der Fall zwischen dem 15. Juli und 14. Dezember 1902 d. s. 153 Tage. In dieser Zeit flössen 36964000 cbm ab. Für Erhöhung auf die Mittelwassermenge auf 6,93 cbm würden notwendig sein: 153 - 86400 - 6,93 — 36964000 = 91609000 — 36964000 = 54645000 cbm Stauraum. Aus der mittleren

Stauhöhe — die man am zweckmäßigsten unter Zuhilfenahme eines Betriebsplanes nach Art des Planes für die Urfttalsperre ermittelt (s. S. 133) — würde man die Nutzleistung des abgelassenen Wassers — 6,93 cbm/sek. — in PS. finden können.

Wenn man in dieser Weise Ausgleich schafft für die längste Trockenperiode — und als solche wird immerhin die obige von 153 Tagen angesehen werden können — so wird man auch damit den nötigen Ausgleichraum mit Sicherheit für sonstige Niedrigwasserperioden haben.

Es hätte also eine Talsperre von rund 55 Mill. cbm Stauraum errichtet werden müssen, wenn man den vorstehend berechneten Ausgleich erzielen wollte.

Wesentlich geringer wird der Raum, wenn man sich mit kleinerem Erfolg begnügt z. B. 4,0 cbm sekundlicher Abgabe für Kraftwerke. Man ersieht dies aus folgender Aufrechnung. Es sei der Arbeitstag zu 20 Stunden = 3600 ■ 20 = 72000 Sekunden angenommen. Ein Wasserabfluß von weniger als 4 cbm war mit verschwindender Ausnahme vorhanden vom 27. Juli bis 9. Dezember 1902 d. s. 136 Tage (s. Abb. 46). Unter Berücksichtigung, daß an 20 Sonntagen nur der halbe Bedarf vorhanden sein soll, sind 126 volle Arbeitstage in Ansatz zu bringen. Der Zufluß des Queis in dieser Zeit war 28637 000 cbm. Dem gegenüber steht der Wasserbedarf von 126 • 72000 • 4 = 36288000 cbm. Der Stauraum müßte hiernach 36288000—28637 000 = 7651000 cbm groß sein, um eine gleichmäßige Abgabe von 4 cbm/sek. zu ermöglichen.

Die im Jahre 1905 fertiggestellte Talsperre hat einen Fassungsraum von 15 Mill. cbm erhalten, wovon 5 Mill. cbm für Kraftgewinnung genutzt werden, während der übrige Teil des Beckens dem Hochwasserschutz dient. Den Wasserwirtschaftsplan für letzteren Zweck siehe unten. Über den Kraftausbau s. S. 31.

Noch einige Beispiele neuerer ausgeführter bzw. geplanter Unternehmungen dieser Art mögen die obigen Darlegungen und ihre praktische Anwendung erläutern.

Listertalsperre¹). Abb. 47 u. 48. Die i. J. 1911 fertiggestellte Anlage dient zur Wasserabgabe für die Triebwerke an der Bigge und Lenne und für die Pumpwerke an der Ruhr, sowie für Kraftgewinnung in einer Kraftzentrale an der Talsperre. Das Niederschlagsgebiet ist 66,8 qkm groß. Die Niederschlagshöhe konnte nach der Regenkarte der Provinz Westfalen und anderen Unterlagen i. M. zu 1160 mm jährlich angenommen werden. Unter der Voraussetzung von 70 v. H. Abfluß (Verlusthöhe 360 mm) wurde darnach der mittlere Wasservorrat zu 53,0 Mill. cbm berechnet. Der Abfluß in einem trockenen Jahre ist zu etwa 80 v. H., d. h. zu rund 45 Mill. cbm anzunehmen. Im Sommer fließen etwa 25 v. H. der Gesamtjahresmenge ab. Die Beckengröße wurde hiernach im Entwurf zu 22 Mill. cbm oder zu 41,2 v. H. des Jahresabschlusses gewählt. Die gesamte Mauerhöhe beträgt 40 m. Die überstaute Fläche 168 ha. Einem Obergutachten, das der Ver-

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der Abflußmengen des Queis am Tegel an der Talsperre bei Mirklissa nach den durchschnittlichen sekundlichen Mengen am Tage für dio Zeit vom 1. Oktober 1901 bis

31. März 1903.

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fasser über die Kraftausnutzung an dieser Talsperre erstattete, konnte hiernach folgender Wasserhaushalt zugrunde gelegt werden:

Abfluß in Mill. cbm

Wasserhaushalt

Jahr Winter

mittlerer Sommer

trockener Sommer

Mittleres Jahr........

Mittleres Jahr mit trockenem Sommer..........

63,0

Ci

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13.3

Trockenes Jahr

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Das Becken sollte am 30. April jeden Jahres einen Vorrat von 20 Mill. cbm halten. Es stehen hiernach zur Verfügung:

1.    In mittlerem Jahr mit trockenem Sommer:

im Winter (1. November bis 30. April): 47,7—20 = 27,7 Mill. cbm „ Sommer (1. Mai bis 30. Oktober): 20 + 5,3 = 25,3 ,,    „.

2.    In einem trockenen Jahr mit mittlerem trockenen Sommer:

im Winter 33,7—20=13,7 Mill. cbm im Sommer 20 -J- 11,3 = 31,3 „

Es kann im Falle 2 damit gerechnet werden, daß das Becken am 1. November nicht vollständig leer ist. Man wird auch hier für den Winter ein volles Becken in Ansatz bringen und somit für den Winter wie für den Sommer eine Vollfüllung von 22 Mill. cbm im Zentralwerk nutzbar annehmen dürfen. Im Becken sollte unter allen Umständen ein Vorrat von 1 Mill. cbm verbleiben. Es ergab sich somit der Wasserhaushalt:

Vollfüllung Davon ab:

1.    Eiserner Bestand

2.    Verluste für Verdunsten und Versickern

22,00 Mill. cbm.

1, 0 Mill. cbm

bei 168 ha Wasserfläche 1680000 • 1,0 = 1,68 „    „

3. Verluste durch Überlaufen des vollen Beckens, Wasserabgabe an die Triebwerke, die für das Zentral werk nicht nutzbar wird u. a. m.

1,32 „    „

4,00 Mill. cbm 4,00 „    „

bleibt 18,00 Mill. cbm.

Darnach ergibt sich für die Kraftverwertung im Zentralwerk eine Betriebs-

= rund 1170 1/sek. Es sollen entnommen werden

wassermenge von

18000000

365 • 24 • 60 • 60 1100 1/sek. bei größtem, 1200 1 bei kleinstem Gefälle.

Kraftgewinn. Es können hierfür 2 Fälle unterschieden werden (s. Abb. 48): a) Kraftwerk 100 m unterhalb der Talsperre. Höchstes Gefälle 35,0 m, kleinstes Gefälle 10,5 m. Das höchste Gefälle steht am 1. Mai jeden Jahres zur Verfügung, wenn

das Becken voll ist. Die größte Kraftleistung ist (als Grundlage für die Maschinen-

1100 • 35 • 0.75

stärke des Krafthauses) demnach

75

Betriebe. Die kleinste Leistung bei gesenktem Wasserstande ist rd. 130 P S. bei 24 ständigem Betriebe.

= 385 rd. 400 P S. bei 24 ständigem 1200 10,5 • 0,75

75

= 126

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Abb. 47- Übersichtsplan der Listertalsperre bei Attendorn (Buhrgebiet) mit Wasserkraftwerkausbau. Maßst. 1 : 50 000.

Für die Berechnung der insgesamt vorhandenen Nutzkraft (als Grundlage für die wirtschaftliche Aufrechnung) wird mau annehmen dürfen, daß von dem oberen Stau-

2

- d. s. 16,5 m im Jahreslauf wirksam werden. Das

raum

als mittleres Gefälle rd

gesamte mittlere Nutzgefälle ist daher 16.5 -f- 10,5 = 27 m, d. s. ³ ₄ der Gesamtstauhöhe

1150 • 26 • 0,75

oder abzüglich der Reibungsverluste etwa 26 m. Demnach mittlere Leistung

= 299 = rd. 300 P S. an 365 Arbeitstagen während 24 Stunden. Die Jahresleistung berechnet sich zu 299 • 365 • 24 = 2,62 Mili. P S.-Stunden. Wenn hiervon im Elektrizitätsbetriebe 80 v. H. abgesetzt werden, so werden an der Turbinenwelle 2,62 • 0,8 = 2,1 Mill. P S. wirtschaftlich nutzbar und sind für die Einnahmen des Werkes in Rechnung stellen. Diese Nutzleistung bezieht sich auf ein sehr trockenes Jahr, in wasserreicheren Wintern und mittleren Abflußjahren wird die Leistung eine entsprechend

75

zu

gesteigerte sein.

Ausbau des Kraftwerkes. Es empfiehlt sich, den Ausbau der hydraulischen Anlagen (Krafthaus) für die volle Stärke einzurichten, die Maschinen selbst aber dem zunächst vorhandenen Bedürfnis anzupassen. Ebenso genügt zunächst eine Druckleitung von 700 mm Durchmesser. Der Anschlußwert der Anmeldungen in dem in Frage kommenden Absatzgebiet war ermittelt für Licht zu 140 K. W., für Kraft bei Tag zu 150 K. W. und bei Nacht zu 60 K. W. Bei 50 v. H. größter Belastung des Werkes konnte hiernach auf eine gleichzeitige Beanspruchung von 70—75 K. W. gerechnet werden. Wenn man selbst annimmt, daß in den Morgen- (7—9) und Nachmittagsstunden (4—6) Kraft und Lichtbedarf zeitweise zusammenfällt, wird man vorläufig mit einer Turbine von 150 P S. auskommen und eine zweite als Reserve aufstellen. Die zukünftige Maschinenstärke (etwa 900 P S. einschl. Reserve) ist dem steigenden Bedarf anzupassen.

Lister Talsperre

Stauraum

mittlere^ Wässerstand der Talsperre

22 MUL cbm

74,5

16,5

******%»>

O --

/ j{Jbwjejy^

77,0

Reserve

1 Mili. cbm (Q

o>'

~v10.5 (S, 75 *0,8)

Kraftwerk II --55,0-

Fluß

%

oa

*Z&?o

j

Druckrohrleiturffi* 100    $5700 7m

■1600 m

Abb. 48. Höhenplan der Listertalsperre und der Kraftanlagen.

b) Wird das Kraftwerk 1600 m unterhalb der Talsperre errichtet, so gewinnt man 8 m Gefälle und eine Gesamtkraft von 2,75 Mili. P S. Stunden im Jahr. Die Mehrkosten der verlängerten Druckleitung werden durch Zuschuß an Kraft aufgewogen. Wenn der größere Kraftabsatz im Gebiet erwartet werden kann, würde dieser zweite Ausbau in Frage kommen, da grundsätzlich eine vermehrte mechanische Kraftleistung für die Zukunft sicherlich Bedeutung hat.

Wasserwirtschaftsplan für die Anlage einer Talsperre für Kraftgewinnung und Hochwasserschutz im Eckertale oberhalb der Dreiherrenbrücke (Harz). Dieser Plan wurde vom Verfasser für die Gesellschaft zur Förderung der Wasserwirtschaft im Harz zur Begutachtung eines allgemeinen Entwurfs aufgestellt.

Das Staubecken. Von dem natürlichen Abfluß der Ecker (s. S. 67) gehen während der Stauung im Becken Verluste durch Verdunsten und Versickern ab. Es wurden für ersteren Verlust 4 mm am Tage in der warmen Jahreszeit und 1 mm durchschnittlich im Winter, ferner der Sickerverlust zu 1 l/sek. auf 1 Mill. cbm Stauraum angenommen. Das Becken hat, wie später dargetan, 6 Mill. cbm Stauinhalt und 430000 qm

Wasseroberfläche. Es sind demnach für den Sommer rd. 300000 cbm und für den Winter rd. 100000 cbm in Abgang zu stellen. Demnach ergibt sich der Wasserhaushalt unter Berücksichtigung der Trockenperiode Juni bis November nach folgender Tabelle 40. Bemißt man nach Maßgabe der neueren Betriebserfahrungen die Beckengröße auf 60 v. H. des mittleren Jahresabflusses, so ergibt sich der notwendige Stauinhalt zu 9,74 • 0,6 = 5,85 Mill. cbm. Gewählt wurden 6 Mill. cbm., sodaß ein guter Ausgleich des Wasserabflusses in der Ecker erwartet werden kann. Daneben ist ein Hochwasserschutzraum von 2,3 Mill. cbm geplant.

Tabelle 40. Wasservorrat des Eckerbeckens.

Mittleres Jahr

Wasserhaushalt

Jahr

Sommer

(Juni-November)

Winter

(Dezember-Mai)

Abfluß in Mill. cbm........

Verlust durch Verdunsten und Versinken .............

Nutzbarer Abfluß in Mill. cbm .* . .

© o    jr>

os b*    Ai

^ ©    >4^

3,10

LO ©

co co o o

6.64

a> o "b< i—1 o

Trockenes Jahr

Abfluß in Mili. cbm........

Verlust durch Verdunsten und Versickern . . . ■..........

Nutzbarer Abfluß.........

CG

-J o

JO j©    JO

bo "bi    "os

Dieser dürfte von den

Bemerkenswert ist an den Abflußverhältnissen des Eekergebietes, daß der Abfluß der Sommermonate in allen drei Beobachtungsjahren von 1906 bis 1909 größer ist als in den Wintermonaten (s. Tab. 20). Es erklärt sich dies daraus, daß die Monate April und Mai einen ungewöhnlichen Wasserreichtum haben.

Nachwirkungen der Schneeschmelze in den oberen Niederschlagsgebieten herrühren. Man wird damit bei der Betriebsführung der Talsperrenanlage rechnen müssen. In den sechs, trockenen Monaten Juni—November sind im Mittel rd. 3,1 Mill. cbm d. h. etwa V₃ der mittleren Jahreswassermenge abgeflossen.

zur

indem man

Der Kraftgewinn. Von der Mitte der Druckrohre an der Sperre bis zur Achse der Turbinen im Krafthause steht ein Gefälle von rd. 156 m auf einer Strecke von rd. 4,4 km Verfügung. Das durchschnittliche Talgefälle beträgt also 1:28. Dieser Gefäll-gewinn auf einer verhältnismäßig kurzen Strecke läßt die Kraftgewinnung sehr günstig erscheinen. Die Stauhöhe im Becken bei 6 Mill. cbm Inhalt beträgt 40 m. Man kann mit einer mittleren Druckhöhe von etwa ³/₄ der Stauhöhe rechnen den Wasserstand im Becken aus Betriebsrücksichten nicht unter eine Wassertiefe von etwa 10 m, die einem Fassungsraum von 300000 cbm entspricht, absenken wird. Es ist demnach im Krafthause eine mittlere Druckhöhe von 156 + ³/₄ -40= 186 m in Ansatz zu bringen. Bei einem Druckhöhenverlust in der Rohrleitung von i. M. 8 m verbleibt eine für Kraftzwecke nutzbare Gefällhöhe von 178 m.

Der mittlere Jahresabfluß abzüglich der Verluste beträgt nach der Tabelle 40 9,34 Mill. cbm. Wenn man zur Sicherheit annimmt, daß hiervon nur 90 v. H. füi den Kraftbetrieb nutzbar werden, während der Rest im Eigenbetriebe, in ungleichmäßigen

Beanspruchungen des Werkes u. a. m. verloren geht, so ergibt sich bei 75 v.H. Wirkungsgrad

der Wassermotoren eine nutzbare Jahresleistung von

9,34 • 1000 • 178 • 0,75 • 0,9 • 1000000 75 • 3600

= 4150000 Pferdekraft-Stunden. Bei einem Verlust von 10 v. H. bei der Umsetzung der Kraft in elektrische Energie verbleibt an der Schalttafel im Kraftwerk eine Jahresleistung von 4150000 • 0,9 • 0,736 = 2750000 Kilowattstunden.

Der Ausbau des Krafthauses. Das sekundliche Betriebswasser für 300 Arbeits-

tage zu je 24 Stunden ergibt sich zu

= 360 1/sek. Es entspricht dies

9340000- 1000

300-24 • 3600

bei 178 m Gefälle einer Kraftleistung von rd. 640 P S. Ein Kraftausbau mit 1 Turbine von 360 P S. und 2 Turbinen von je 720 P S. erscheint hiernach angemessen. Mit diesen Maschineneinheiten würde man sich den Schwankungen des Kraftverbrauchs (1 : 2 bis 1: 3) im Elektrizitätsbetriebe genügend anpassen können. Wenn nur Tagesbetrieb stattfinden soll, würde man die Maschinenstärken entsprechend größer zu wählen haben.

Flächeninhall'e der Einzugsgebiet in km²

10    10    30    40    50 SO 70 SO 90    100

ISO 140 ISO

ISO-

200    110    220    230    240    250    260    270    280    290    300    »0    320    330 340

er Meer

zù ZOOM übt

AI

M;

.w £

— 243,

4

mc

Höhen : 100 m •= 10 mm

Einzugsgebiet : 1 km⁷- Imm

CH

Hypsographische Kurven des Einzugsgebietes der Sihi.

Pegelshahon Sihlbrugg.

Sihl bis ïur Wassermessungsst'ahon Unl'ersit'en.    Ç Sihl bu zur

_₀_ d Sihl bis Zur Limmal⁻

Abb. 49.

Wasserwirts ehaftsp lau für das Staubecken des Etzelkraftwerkes (Schweiz). Der in eingehender Weise vom eidgenössischen hydrometrischen Bureau aufgestellte Betriebsplan ist bemerkenswert wegen der hohen Lage des Niederschlagsgebietes über dem Meere, wegen der Höhe der Niederschläge, der nachhaltigen Einwirkung des Schnees auf den Abflußvorgang und wegen des ungewöhnlich langen Zeitraumes, Uber den sich die Untersuchungen erstrecken (1858—1904). Das Niederschlagsgebiet der Sihl am Abfluß des geplanten Beckens beträgt 156,7 qkm (Abb. 49). Das Einzugsgebiet liegt in der Hauptsache 800—2000 m über M., 7 v. H. der Fläche liegen höher als 2000 m. Die Waldbedeckung beträgt 25 v. H. der gesamten Niederschlagsfläche. Es sind zum Teil neuere Abflußmengenmessungen (1901—04) benutzt, woraus eine Abflußmengenkurve abgeleitet wurde.

Bei der Seeregulierung waren in der Hauptsache zwei Umstände in Betracht zu ziehen. In erster Linie sollte dem Sihlsee Tag für Tag eine bestimmte Wassermenge zum regelmäßigen Betrieb der Kraftanlage bei Altendorf am Zürichsee entnommen werden können; ferner sollte, wenigstens

vorläufig, der Sihl die ihr zu Zeiten kleinster Wasserführung durch die Anlage des Sihlsees entzogene Wassermenge in einem Maße wieder ersetzt werden, daß an den bereits bestehenden Wasserwerken auch fernerhin eine günstige Kraftausnutzung stattfinden kann.

Die Größe des Beckens — rund 96,5 Mill. cbm — ist in richtiger Würdigung aller einschlägigen Verhältnisse derart bemessen, daß jeder gegen Ende eines Jahres vorhandene Überschuß an Wasser für das nächstfolgende Jahr aufgespeichert werden kann.

Die Überfallhöhe liegt auf Ord. fl- 892,6. Der Wechsel in der Wasserspiegelhöhe beträgt nach dem Betriebsplan 17,6 m. Durch ein Zufrieren des Sees geht eine Wassermenge von 2,15 Mill. cbm der Nutzung verloren. Unterhalb der Ausfiußöffnung liegen 0,126 Mill. cbm, so daß im ganzen 2,27 Mill. cbm von dem Gesamtinhalt von 96,5 Mill. cbm abgehen.

Für die Jahre 1901—1904 lagen unmittelbare Abflußmengenmessungen vor, für die weiter zurückliegenden Jahre bis 1858 sind die Niederschlagsmengen insofern verwertet, als die vermutlichen Abflußmengen aus dem Verhältnis des Niederschlags zum Abfluß, wie es sich für die Jahre 1901 bis 1904 nach Messungen ergeben hatte, berechnet sind. Es wurde ein mittlerer Abfluß mit von 80 v. H. in Ansatz gebracht. Danach wurden annähernde Wirtschaftspläne aufgestellt, die die Schwankungen des Stauinhalts im Sihlsee für die Zeit von 1858 bis 1901 angeben. Die Niederschlagshöhe hatte den geringsten Betrag von 1189 mm im Jahre 1892/93.

Die wesentlichen Grundlagen, auf denen sich der Wasserwirtschaftsplan aufbaut, sind in nachstehender Tabelle 41 zusammengestellt.

Die Untersuchung gelangte zu folgender Schlußfolgerung:

Aus dem Sihlsee werden in der Begel und auch in den Fällen, wo ungewöhnliche Trockenjahre (jährlicher Niederschlag nicht geringer als 1300 mm) nur vereinzelt auftreten, stetig 5,2 cbm Wasser in einer Sekunde nach dem Kraftwerk bei Altendorf abgegeben werden können. Außerdem kann die Sihl in einer Weise aus dem See gespeist werden, daß die Kleinstwasserführung, gemessen in Sihlbrugg, nicht unter 2,5 cbm/sek. herabgeht. Hingegen ist es wahrscheinlich, daß, wenn mehrere Trockenjahre aufeinanderfolgen, oder wenn in einem Trockenjahr die Summe der Niederschläge einen ganz außergewöhnlich niedrigen Betrag aufweist (z. B. wie in 1892/93 = 1189 mm), die Wasserabgabe nach dem Kraftwerk bei Altendorf zeitweise nicht mehr in vollem Maße sich wird bewerkstelligen lassen¹).

Weiteres über die Aufstellung von Wasserwirtschaftsplänen für Kraftwerke, im besonderen Uber die Ermittlung der Betriebswasser menge siehe des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte 2. Aufl. 1908, S. 70 u. ff. Ferner allgemein über Wasserwirtschaftspläne: Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baudienst 1908, S. 535 u. 721, Zeitschr. f. Archit. und Ingenieurwesen 1911, S. 110, Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baudienst 1911, S. 143 u. 247.

Betriebspläne für Hochwasserschutzbecken.

Wie schon in § 6, S. 28, dargelegt wurde, wird man sich gegenüber den Hochfluten im allgemeinen mit dem Schutz einzelner, besonders gefährdeter Gebiete begnügen müssen. Aber auch mit dieser Beschränkung soll eine Zurückhaltung des Wassers nur insoweit stattfinden, daß eine schädigende Wirkung des Abflußvorganges vermieden wird. Die Becken sollen nur die Spitzen der Hochflut aufnehmen, jenen Teil der Abflußmenge, der ausufern würde, die Vorländer überschwemmen, den Saaten und Früchten und dem Bestände menschlicher Ansiedelungen Verderben bringen würde. Ein Bachlauf vermag eine gewisse Wassermenge innerhalb seiner natürlichen Ufer abzuführen. Dann fließt er »bordvoll« ab und schadet niemand, denn auf diesen Zustand sind alle Kulturen eingerichtet.

Durch diesen Gedankengang sind die Hauptgesichtspunkte für den Wasserwirtschaftsplan eines Hochwassersammelbeckens und für die ihm zu gebende Größe gekenn-

V) Bericht des Regierungsrates an den Kantonsrat betr. die Prüfung des Etzelwerk-Projektes vom

16. Juni 1906.

zeichnet. Es wird der Verlauf einer Hochflut dargestellt, wobei die Abszissen die Zeit und die Ordinaten die in der Zeit abfließende Wassermenge sind. Die Wassermenge, die der Bacblauf unschädlich abzuführen vermag, sei durch eine Linie gegeben, die im Abstande = a cbm von der Abszissenacbse verläuft. Der darüber hinausragende Teil der Kurvenfläche gibt die Schadenwassermenge an. Sie muß im Staubecken zurückgehalten werden.

Tabelle 41. Wasserwirtschaftliche Verhältnisse des Staubeckens fiir das Etzelkraftwerk (Schweiz).

Gegen stand

Hydrographisches Jahr

1901/02    ;    1902/03    1903/04

209,9

1    Gesamte in den Sihlsee gelangte Wassermenge in Mill. cbm

2    i Durchschnittlich in 1 Sekunde in den See gelangte Wasser

menge in cbm...................

3    I Durchschnittlich in 1 Sekunde in den See gelangte Wasser

menge für 1 qkm in 1.......*.......

4    Durchschnittlich in 1 Sekunde an das Kraftwerk bei Alten

dorf abgegebene Wassermenge in cbm.......

5    Gesamte an das Kraftwerk bei Altendorf abgegebene

Wassermenge, in Mill. cbm.............

6    Gesamte Speisung der Sihl in Mill. cbm........

7    Durchschnittlich in 1 Sekunde an die Sihl abgegebene

Wassermenge in cbm...............j

8    Gesamter Wasserverlust infolge der Verdunstung in Mill.

cbm........................

9    Durchschnittlicher Verlust in 1 Sekunde, verursacht durch

die Verdunstung, in cbm..............

10    Gesamter Wasserverlust infolge Versickerung, in Mill. cbm

11    Durchschnittlicher Verlust in 1 Sekunde, verursacht durch

die Versickerung, in cbm.............

12    Gesamte Wassermenge, die im See infolge Überlaufens

nicht zurückbehalten werden konnte, in Mill. cbm . .

13    Durchschnittlich in 1 Sekunde, wegen Überlaufens ver

loren gegangene Wassermenge in cbm.......

14    Inhalt des Sees am Beginn des hydrographischen Jahres,

in Mill. cbm....................j

15    Inhalt des Sees am Ende des hydrographischen Jahres,

in Mill. cbm...... .............

Inhalt des Sees bei seinem niedrigsten Stande, in Mill. cbm; 42,660720 Aufspeicherung, bzw. Verminderung an V asser im See.

Ende des hydrographischen Jahres, in Mill. cbm .

18 Gesamtverbrauch an Wasser (Abgabe an das Kraftwerk bei Altendorf, Speisung der Sihl, Verdunstung, Versickerung und Überlauf), in Mill. cbm........

Durchschnittlicher Gesamtverbrauch in 1 Sekunde in cbm.

190,2

200,9

6,66

6,03

6,35

ZD p-

T—I r-H

am

43

38

41

5,20

5,20

5,20

163,987200

12,199680

163,987200

11.897280

164,436480

15,085440

0,39

0,38

0,48

9,893500

9,734200

9,684000

0,31

0,31

0,31

3,153600

3.153600

3,162240

0,10

0.10

0,10

16,211260

9,548460

18,975960

0,51

0,30

0,60

89,597360

94,121400

+ 4,524040

205,445240

94,121400 ; 86,044820

86,044820

60,678620

75,649820

48,010980

— 8,076580 —10,395000

198,320740    211,344120

ro m-

O CD

6,51

6,29

6,68

Wechsel der Wasserspiegelhöhe des Sees, innerhalb der

Grenzen ......................

Abstand zwischen dem höchsten und niedrigsten Seestande, in m .................. •

892,60 887,11 892,60-889,18 892,60 887,75

5,49

3,42

4,85

Gegenstand

Hydrographisches Jahr

1901/02    1902/03    1903/04

22    Höhenlage der Achsen der horizontalen Turbinenwellen des

Kraftwerkes bei Altendorf in m, (Vorprojekt) ....

23    Maximum des Rohgefälles, in m............

24    Minimum des Rohgefälles, in m............

25    Niederschlagshöhe, gemessen in Einsiedeln, in mm . . .

26    Insgesamt, im Einzugsgebiet des Sihlsees (F = 156,242 qkm)

gefallene Niederschlagsmenge, in Mill. cbm, (unter der kaum zutreffenden Voraussetzung, es entspreche die in Einsiedeln gemessene Menge, der mittlern Niederschlagsmenge des ganzen Einzugsgebietes......

Durchschnittliche in 1 Sekunde im Einzugsgebiet des Sihlsees gefallene Niederschlagsmenge, in cbm . . .

Verhältnis zwischen der gefallenen Niederschlagsmenge und der dem Sihlsee zugeflossenen Wassermenge, in y. H........................

Wenn <?i, % #3 • • • • die iu den einzelnen Zeiteinheiten von t Sekunden abströmende schädliche Wassermenge bedeuten, so ist das gesamte aufzuspeichernde Wasser

Q — {<11 + <?2 + (?3 + ••••) '

Es sind durch diese Ausführungen ferner die Richtungslinien gekennzeichnet, auf die sich die Vorarbeiten zu Hochwasserschutzbecken zu richten haben:

1.    Es ist die Bedürfnisfrage zu prüfen, d. h. es sind die Schäden bei Hochwasser in einem Flußgebiet nach Möglichkeit festzustellen, um ermessen zu können, ob die Aufwendungen für die Sammelbecken berechtigt sind. Dieser Gegenstand wird in dem Abschnitt Uber die wirtschaftlichen Grundlagen der Talsperren näher erörtert werden.

2.    Es sind Messungen nötig, um die stark wechselnden Wassermengen während des Verlaufes einer großen gefährlichen Hochflut kennen zu lernen. Es ist dies natürlich keine einfache Aufgabe, abgesehen davon, daß in der Zeit der Hochfluten meist sehr viel sonstige dringliche Arbeiten vorliegen. Oft wird man sich mit nachträglichen Schätzungen nach Maßgabe von Hochwassermarken an Brücken, Häusern, sonstigen örtlichen Angaben usw. begnügen müssen.

3.    Bestimmung der »unschädlich« abfließenden Wassermenge. Auch dies ist keine so leichte Arbeit. Sie kann nur an der Hand sorgfältiger Untersuchungen an Ort und Stelle gelöst werden.

Man wird meist mit einer mittleren, »unschädlichen« Abflußmenge, die die Interessen der Anlagen mit den Ausgaben für das Sammelbecken in Einklang bringt, aus-kommen müssen; denn je größer diese unschädliche Abflußmenge gewählt wird, um so kleiner kann der Raum des Schutzbeckens sein und umgekehrt.

Die Aufnahmefähigkeit kann durch eine Regulierung des Bachbettes erhöht werden, indem man durch Beseitigung von Abflußhindernissen, wie zu engen Brücken, vorspringenden Häusern usw. das Flutprofil vergrößert und ferner durch eine regelmäßigere Gestaltung des Bachgerinnes eine Verbesserung der Vorflut herbeiführt. Solche Regulierungsarbeiten wurden in großem Umfange an den der Oder links zufließenden schlesischen Gebirgsflüssen im Zusammenhänge mit dem Ausbau von Hochwasserschutzbecken ausgeführt (s. S. 31).

Handbach der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

426,72

465,88

460,39

426,72

465,88

462,46

426,72

465,88

461,03

1613

1500

1609

252,018346    234,363000    251,393378

7,99

7,43

7,95

00

CvJ

83,3

81,2

79,9

10

Die Tabelle 42 u. Abb. 50 geben einige Zahlen Uber die gesamte und «unschädliche« Abflußmenge an schlesischen und böhmischen Gebirgsflüssen.

Man wird sich vielfach mit Schätzungen begnügen müssen auf Grund

Es ist naturgemäß, daß alle diese Unterlagen zunächst meist nur unvollkommen zur Verfügung stehen und genaue Unterlagen erst durch eingehende Untersuchungen und zum Teil langjährige Beobachtungen und Messungen gewonnen werden können.

eines Materials, das aus der Literatur, Karten, Wasserstandsbeobachtungen, Niederschlagsmessungen, Angaben und Feststellungen der Behörden und von Eingesessenen usw. zusammengetragen ist. Zur Ergänzung der vorstehenden Darlegungen mag es von Interesse sein, die Hauptpunkte kennen zu lernen, die Intze auf Grund seiner Untersuchungen im Jahr 1895 an den schlesischen Gebirgsbächen bei solchen Vorarbeiten klargestellt sehen will. Bemerkt sei, daß man hier Hand in Hand mit der Hochwasserschutzfrage auch die gewerbliche Verwertung der Becken durch Aufhöhung des Niedrigwassers der Triebwerke prüfte.

Die Hauptgebiete der Untersuchung sind:

a)    Genaue Messungen der täglichen Abflußmengen der Wasserläufe an verschiedenen Punkten, während einer längeren Reihe von Jahren durchgeführt.

b)    Sorgfältige Bestimmung der Schwankungen der sekundlichen Abflußmenge bei Hochwasser, Anschwellungen, nicht nur an den Hauptflüssen, sondern auch an den aus dem Gebirge hinabstürzenden größeren und kleineren Seitenflüssen.

c)    Bestimmung derjenigen sekundlichen Hochwassermengen der verschiedenen Wasserläufe, bei denen an verschiedenen Punkten und in den einzelnen Gebieten das Hochwasser beginnt Schaden anzurichten, und Bestimmung der Schadenwassermengen, welche über diese Grenze hinaus bei Hochwasseranschwellungen zum Abfluß gelangen.

dj Bestimmung der bei vollem Betriebe erforderlichen Nutzwassermengen für die vorhandenen Betriebe und der Leistung der vorhandenen Wassermotoren.

e) Feststellung derjenigen Wassermengen, welche in trockener Zeit an der erforderlichen Betriebswassermenge fehlen, und derjenigen Nutzleistung, welche durch die Lieferung der fehlenden Wassermengen in trockener Zeit durch die vorhandenen Wassermotoren erzielt werden kann.

f)    Bestimmung der Größe der Niederschlagsgebiete für die betreffenden Triebwerke und für die durch Hochwasser geschädigten Punkte.

g)    Ermittlung der auf die betreffenden Niederschlagsgebiete entfallenden Regender einzelnen Monate eines Jahres und Vergleich derselben mit den

mengen

gesamten Abflußmengen dieser Gebiete.

h)    Vergleich der in den Tagen und in den einzelnen Stunden während einer Hochwasseranschwellung gefallenen Regenmengen mit den während dieser Anschwellung gemessenen Abflußmengen.

i)    Topographische Aufnahmen und Bodenuntersuchungen in den Gebieten, an welchen bauliche Anlagen zum Ausgleich der Wassermengen voraussichtlich mit Vorteil zu errichten sein würden⁴).

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Abb. ÖO. Größte sekundliche Ahflußmengen für 1 qkm Niederschlagsgebiet an der Wnpper, amiBober und am Queis.

Tabelle 42. Größte Abflußmengen und unschädliche Abflußmengen an

Gebirgsflüssen.

Niederschl.-Geb.

qkm

Gesamtes Hochwasser

cbm/sek

unschädlich

cbm/sek

Queis.............

Bober............

Mohre bei Seitenberg a. B.. Reichenberger Reiße, Böhmen . Harzdorfer Bach, Böhmen . . .

303

780

110

1210

1360

300

51,5

103

15,9

103

52

20

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Es scheint, daß zum ersten Male für das Sammelbecken des Furens der Stadt St. Etienne der notwendige Hochwasserschutzraum auf theoretischem Wege in der

unschädliches

Hochwasser -

Dauer der schädUchew Mut = 3 Stunden

Abb. 51.

gleichen Weise bestimmt worden ist, wie wir es noch heute bei unseren großen Hochwasserschutzbecken tun. Man ermittelte dort den Verlauf einer Flut vom Jahre 1849 und stellte gleichzeitig die Größe der Wassermenge fest, bei welcher die Überschwemmung von St. Etienne beginnen würde. Der Überschuß über diese »unschädliche« Menge mußtezuriick-gehalten werden. Man fand die Größe des Schutzraumes (Abb. 51):

131 — 95

. 3 . 3600 = 194400 cbm.

Gewählt wurde ein Hochwasserschutzraum von 400000 cbm⁵).

Die Gesamtgröße des Sammelbeckens ist 1600000 cbm. Der Raum von 400000 cbm wird ständig freigehalten zur Aufnahme plötzlicher Anschwellungen. Der Raum wird geleert, nachdem sich die Hochflut verlaufen hat. Dieser verhältnismäßig kleine Raum soll den Nachrichten zufolge genügen, um die Hochwasserschäden in St. Etienne zu beseitigen.

An der Wupper im Rheinland bieten die Bever- und Lingesetalsperre ein ähnliches Beispiel (s. S. 31). An beiden Becken ist zusammen ein Hochwasserschutzraum von 600000 cbm Inhalt geschaffen. Dieser Raum wird in der Zeit vom 15. Oktober bis 15. März freigehalten, da in dieser Zeit erfahrungsmäßig die Hochfluten einzutreten pflegen. In der Zeit vom 15. März bis 15. Oktober darf dieser Raum gefüllt werden, da in dieser Zeit die Zuflüsse niemals nennenswerten Schaden angerichtet haben.

Vorweg möge bemerkt werden, daß für die Größe solcher Becken allgemein die Aufnahmefähigkeit von etwa 6 bis 10 v. II. der jährlichen Abflußmenge hinreicht, sofern allein der Schutzzweck verfolgt wird. Der Stauraum der schlesischen Sammelbecken ist nach Maßgabe ihrer auf S. 31 mitgeteilten Bestimmung auf 6 bis 7 v. H. der Jahresabflußmenge bemessen. Dieser Raum genügt für die Abfangung der schädlichen Wassermengen der höchsten Hochfluten. Für die Kraftausnutzung sind davon in Marklissa 2 v. H., in Mauer etwa 3 v. H. Vorbehalten. Die Talsperren in Rheinland und

Westfalen und in anderen Gegenden haben einen Stauinhalt von 30 bis 40 v. H., die neue Remscheider Talsperre von 65 v. H. des Jahresabflusses erhalten. Nimmt man z. B. für die Talsperre von Marklissa mit ihrem 303 qkm großen Niederscblagsgebiet einen Stauraum von 25 v. H. des Jahresabflusses als ausreichend an zur Herstellung eines guten Ausgleichs des Wasserabflusses, so müßte dieses Becken bei einem mittleren Abfluß der Jahre 1901/03 von 229 Mill. cbm einen Inhalt von 229 • 0,25 = rund 57 Mill. cbm haben.

Es findet also an den schlesischen Sammelbecken nur eine unvollkommene Verwertung der Wirtschaftszwecke des Wassers statt. Nach den örtlichen Untersuchungen sollen am oberen Queis noch geeignete Talengen zur Anlage von Talsperren vorhanden sein. Es ist zu hoffen, daß dies auch am Bober und an den anderen schlesischen Gebirgs-flüssen der Fall ist. Dadurch wäre für spätere Zeit die Möglichkeit offen gehalten, fortschreitend mit der Entwicklung der Wasserwirtschaft im Gebirge durch staffelförmigen Ausbau der Talsperren entlang den Flüssen neben dem Hochwasserschutz die volle Ausnutzung des vorhandenen Wasserreichtums für Kraftzwecke zu erzielen.

Es wird von Interesse sein, die Ermittlungen im einzelnen kennen zu lernen, die für die Größenbemessung des ersten großen Hochwasserschutzbeckens von Marklissa in Schlesien angestellt wurden.

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Abb. 52. Lageplan der Talsperre “bei Marklissa. TJngef. Maßstab 1 : 25 OOO.

Wasserwirtschaftsplan für das Hochwasserschutzbecken am Queis bei Mark-lissa i. Schlesien. Maßgebend für diese Untersuchungen war das außergewöhnliche Hochwasser von Ende Juli 1897. Genauere Aufzeichnungen für die in Aussicht genommene Absperrstelle lagen hierüber jedoch nicht vor und man mußte sich zum Teil auf die Angaben der Triebwerkbesitzer und verschiedener Behörden über den Verlauf der Hochwasseranschwellungen und Schätzung der abgeflossenen schädlich wirkenden Hochwassermengen stützen¹). Ferner konnte das Ergebnis der an den vier kritischen Tagen und besonders am 29. bis 30. Juli 1897 vorgenommenen Messungen der Regenmengen am Bober und Queis benutzt werden (s. S. 72). Es konnte nach den Aufzeichnungen des etwa 12 km unterhalb der Queistalsperre belegenen Pegels zu Lauban (Niederschlagsgebiet 486 qkm) geschlossen werden, daß an den vier Tagen vom 27. bis 31. Juli 1897 abgeflossen war:

21200000 cbm

Unschädliche Abflußmenge

Schadenwassermenge (ausufernd und überschwemmend)_27800000 „

zusammen 49000000 „

lj Intze, Bericht über die Wasserverhältnisse der Gehirgsflüsse Schlesiens 1899.

Für die Absperrstelle am Queis, für welche das Niederschlagsgebiet 303 qkm groß ist, konnte hiernach unter Berücksichtigung der höheren Lage dieses Einzugsgebietes der gesamte Abfluß dieser Tage zu 34000000 cbm geschätzt werden und zwar:

Unschädliche Abflußmenge 19 Mill. cbm Schadenwassermenge ... 15 „

zusammen: 34 „    „

Eine Nachprüfung dieser Ableitungen war durch die im Niederschlagsgebiet des Queis erfolgten Regenmessungen, die an den fünf vorhandenen Regenmessern des meteorologischen Instituts (s. Abb. 17) stattfand, möglich. Jedem einzelnen Regenmesser fällt ein bestimmtes Niederschlagsgebiet zü und dessen Fläche multipliziert mit der Regenhöhe ergab die gefallenen Regenmengen (s. Tab. 11 auf S. 50).

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27.

28.

29.

30.

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i August/

2.

3.

¹

   Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft. Berlin 1902. S. 20.

²

²)    Diese Angaben sind dem Werke entnommen: Der Rheinstrom und seine wichtigsten Nebenflüsse.

³

2. Auü. Leipzig 1910.

⁴

Bericht über die Wasserverhältnisse der Gebirgsflüsse Schlesiens. S. 4 u. 5.

⁵

M. Graeff, Sur la forme et le mode de construction du barrage du gouffre d’Enfer sur le Furens et des grands barrages en general. Annales des Ponts et chausse'es 1866.

Abb. 53. Darstellung der Hochflut des Queis vom Juli 1897 als Grundlage für die Größenermittlung des Hochwasserschutzraumes der Talsperre hei Marklissa.

Es sei bemerkt, daß sieh nach diesen vergleichenden Aufstellungen in den genannten Tagen für Verdunsten nur ein Verlust von 3,6 v. H. berechnet, so daß 96,4 v. H. der gesamten Niederschlagsmenge zum Abfluß gelangten. Man ersieht daraus, wie vollkommen der Abflußvorgang erfolgte, der sich nur daraus erklären kann, daß durch den starken, tagelang anhaltenden Eegen alle Poren des Erdreichs mit Wasser angefüllt und nicht mehr aufnahmefähig waren. Ebenso befand sich die Atmosphäre in einem vollkommen gesättigten Zustande.

Dieser Hochwasserverlanf des Queis ist in Abb. 53¹) zur Darstellung gebracht. Die schwarz ausgezogene Kurve stellt die sekundlichen Abflußmengen dar, wie sie während der Hochflut am Ende Juli 1897 aufeinanderfolgten. Von 10 cbm/sek. am 28. Juli, schwoll der Queis auf 780 cbm/sek. am 30. Juli an, um am 31. Juli wieder unter die Schadengrenze von 110 cbm/sek. zurückzugehen. Eine zweite allerdings erheblich kleinere Hochflutwelle folgte am 1. und 2. August; eine dritte noch kleinere Welle am 4. August.

Der Queis kann, ohne auszuufern, etwa 110 cbm/sek. abführen. Der dieser unschädlichen Abflußmenge entsprechende Anteil der Hochflut ist in Abb. 53 durch eine wagerechte strichpunktierte Linie abgegrenzt. Das unterhalb dieser Grenze ab fließende Wasser ist den Anwohnern ungefährlich, die darüber hinausgehenden Wassermengen müssen im Staubecken zurückgehalten werden, wenn Schaden verhütet werden soll. Es ist diese »Schadenwassermenge« durch die in der Abbildung schraffierte Fläche angedeutet.

Die Summe der in der Zeiteinheit abfließenden Wassermenge vom 29. Juli 2 Uhr nachmittags bis 31. Juli 2 Uhr nachmittags ergibt innerhalb der schraffierten Fläche 15 Mill. cbm und damit die notwendige Größe des Schutzraumes. Das hierin aufgespeicherte Wasser wird erst dann wieder abgelassen, wenn der Queis unter die Schadenwassermenge abgefallen ist.

Demgemäß hat der Beckenraum einen Inhalt von 15 Mill. cbm erhalten, womit man imstande ist, die Hochfluten selbst bei größtem Wasser zu beheben. Da aber so gewaltige Hochfluten, wie die des Jahres 1897 nach den bisherigen Ermittlungen nur etwa in 100 Jahren einmal aufzutreten pflegen und überdies die Ablaßvorrichtungen der Talsperre so leistungsfähig gemacht sind, daß selbst bei einer Hochflut, wie die des Jahres 1897, das Staubecken noch rechtzeitig — ein gutes Nachrichtenwesen über starke Regenfälle im Niederschlagsgebiet und verläßlicher Betrieb vorausgesetzt — bis auf 1 Mill. cbm hätte entleert werden können, so ist in der Talsperre eine ständige Stauung von 5 Mill. cbm gestattet, die für Kraftzwecke verwertet wird. Man trägt sich neuerdings sogar mit dem Plan, den Sperraum bis zu 10 Mill. cbm für Nutzzwecke zu verwerten.

Nach denselben Gesichtspunkten ist der Stauinhalt der Talsperre von Mauer in Schlesien auf 50 Mill. cbm (30 Mill. cbm Schutzraum, 20 Mill. cbm Nutzraum), sowie der Inhalt der sonstigen schlesischen und der Schutzbecken in Böhmen bemessen. Die Abb. 54 zeigt die entsprechenden Untersuchungen der Hochwassermengen der Reichenberger Neiße und des Harzdorfer Baches für die Hochflut im Juli und August 1897 nach den einzelnen Stunden. Die sekundlich abfließende Wassermenge der Neiße steigt sehr schnell bis zum Gipfel, etwa 52 cbm/sek., und fällt dann ein wenig langsamer ab. Eine zweite kleine Flutwelle folgt. Der erste Anlauf ist gewöhnlich der am meisten in Betracht kommende. Ein entsprechendes Bild bietet der Harzdorfer Bach. Es ist kennzeichnend, daß sich dieser Abflußvorgang meist immer in ähnlicher Weise vollzieht. Aus den zulässigen Ab-flnßmengen von 20,9 und 6,7 cbm/sek. ergibt sich die Schadenwassermenge.

Betriebspläne für Sammelbecken, die mehreren Zwecken zugleich dienen.

Wenn schon die Betriebspläne für Talsperren, die nur einem Zwecke dienen, meist in probierender Weise gefunden werden müssen, so ist dies in noch erhöhtem Maße der Fall bei Becken, die zugleich mehrere Aufgaben erfüllen sollen. Hier wird man mehr als je darauf angewiesen sein, den Stauinhalt zu schätzen und an der Hand des verfügbaren Wasservorrats prüfen müssen, ob und inwieweit die einzelnen Ansprüche, die aus der Aufsammlung und Abgabe des Wassers Nutzen ziehen wollen, befriedigt werden können.

Indem hinsichtlich der hierfür maßgebenden allgemeinen Gesichtspunkte auf die Ausführungen in § 7 hingewiesen wird, scheint es erwünscht, als Anhalt für die

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August 1S97

Art, wie man bei Aufstellung solcher Wirtscbaftspläne verfahren muß, einige Beispiele zu erläutern.

Solinger Wasser- und Elektrizitätswerk.' Aus den Voruntersuchungen ergab sich, daß der vorhandene Wasserreichtum weit über den Bedarf der Stadt für Trinkwasserzwecke von 2 Mill. cbm jährlich hinausging und ein Mehr von 6 bis 7 Milk cbm für andere Zwecke zur Verfügung stand. Naturgemäß wurde Bedacht darauf genommen, diesen Überschuß durch Umsetzung in Kraft nutzbar zu machen und dementsprechend die Größe des Sammelbeckens zu bemessen. Die Geländeverhältnisse ermöglichten die Anlegung eines Beckens in der hierfür erforderlichen Größe von mehreren Millionen Kubikmeter Stauinhalt in vorteilhaftester Weise. Es war nun ein Ausgleich der Abflußmengen zu schaffen für die Trinkwasserversorgung und Kraftgewinnung. Der Ausgleich für Kraftzwecke wurde dadurch beeinflußt, daß mit der aus dem Sammelbecken zu schöpfenden Kraft eine zweite Wasserkraftquelle verbunden werden sollte. Es hatte sich aus den Voruntersuchungen ergeben, daß der Kraftzufluß aus der Talsperre durch die Wupperkraft verstärkt werden konnte. Etwa 1 km oberhalb des bei Glüder anzulegenden Kraftwerkes (s. Abb. 13) war in der Wupper ein Gefälle vorhanden, das zum Betriebe einer Schleiferei diente. Es war möglich, durch Einbau eines neuen Wehres in den Fluß und Umleitung des gestauten Wassers zum Kraftwerk ein Gefälle von 5 m bei Mittelwasser zu schaffen. Die zur Verfügung stehende Wassermenge betrug 12 cbm bei Mittelwasser und in trockener Zeit 5—6 cbm sekundlich. Die Verhältnisse für eine so erweiterte Anlage des Wasserwerks lagen bei Glüder außerordentlich günstig. Man verfügte sonach über zwei Wasserkräfte, die sich gegenseitig ergänzten. In wasserreicher Zeit konnte die Wupper allein eine Arbeitsleistung liefern, welche der aus der Talsperre zu gewinnenden Kraft die Wage hielt. In trockener Zeit würde sie allerdings versagt haben. Zwar wird ihre Wasserführung durch die Anlage von zwei großen Talsperren an der Bever und Lingese im oberen Flußgebiet, sowie durch drei kleinere Ausgleichweiher geregelt und auf die angegebene geringste Wasserführung von 5—6 cbm sekundlich gebracht¹). Allein das genügte nicht. Auch erfolgte dieser Kraftzufluß nicht regelmäßig. Es gibt wohl keinen Fluß, der in dieser Hinsicht so eigenartige Verhältnisse zeigt, wie die Wupper. Man kann sie heute kaum noch als ein natürliches Flußgerinne ansehen. Über Sonntag und in den Feiertagen liegt sie fast ganz trocken, weil dann die Triebwerke nicht arbeiten und sämtlicher Abfluß in den oberen Staubecken, den drei am Flusse entlang verteilten Ausgleichweihern und in vielen kleinen privaten Triebwerkteichen aufgefangen und zurückgehalten wird. Aber auch über Tag wechselt ihre Wasserführung in starkem Maße, weil der natürliche Abfluß durch willkürliche Anstauungen in den privaten Werken vielfach gestört wird. Wenn zwar diese täglichen Unregelmäßigkeiten durch weiteren Ausbau von Sammelbecken, vermehrte Anlage von ausgleichenden Zwischenstauungen und polizeiliche Maßnahmen zu beseitigen sein würden, so bleiben für ein an ununterbrochenen Betrieb gebundenes Werk der Mangel des Wassers an Sonntagen und die Schwankungen an einzelnen Tagesstunden sehr störend, und solche Zustände müssen auf seinen Betrieb lähmend wirken. Hier nun konnte durch das Sammelbecken im Sengbachtal, von welchem aus bis zum Kraftwerke an der Wupper ein mittleres Gefälle von 50 m zur Verfügung stand, eine vortreffliche Ergänzung geschaffen werden.

Es war in Aussicht zu nehmen, die Wupper so lange und insoweit arbeiten zu lassen, als ihre Kraft ausreichte. Erst wenn sie im Stich ließ, sollte das Talbecken eintreten. Die in einem Gebäude zu vereinigende Anlage der Niederdruckturbinen für das Wupperwasser und der Hochdruckturbinen für das Talsperrenwasser ermöglichte diese Umschaltung jederzeit im Augenblick. Die beiden auf verschiedenen Wegen gewonnenen Kräfte konnten überdies, wenn erforderlich, gleichzeitig zur Befriedigung des vollen Bedarfs zusammen arbeiten und somit ein geschickter Betrieb sich dem jeweiligen Bedarf und Kraftzufluß in bester Weise anpassen. In dieser eigenartigen Ausnutzung der natürlichen Energien liegt ein besonderer Vorzug der Solinger Wasserkraftanlage.

Eine theoretische Vorausbestimmung des Beckeninhaltes auf der dadurch gegebenen nicht ganz einfachen Grundlage konnte zu keinem Ziele führen. Aber man war in der Lage, nach dieser Richtung hin die Ergebnisse des Betriebes der Remscheider Talsperre zu verwerten, da ein ähnlicher Betrieb für die Solinger Anlage zu erwarten war. Nach den Erfahrungen in Remscheid konnte für einen solchen gemischten Wasserversorgungs- und Kraftbetrieb ein Becken als groß genug gelten, welches wenigstens ein Drittel der über den Trinkwasserbedarf überschüssigen Jahresmenge faßt, s. Tab. 26. Es

mußte also für Solingen ein Stauraum von mindestens

== 2Vs Mill. cbm in Aussicht genommen

!) Neuerdings sind die Neye- und Kerspetalsperre Mnzugekommen, s. S. 125.

werden, wenn nicht zu häufig ein Überlaufen des Beckens und damit Verlust von Betriebswasser ein-treten sollte. Mit Rücksicht auf Verluste infolge Sickerungen und Verdunstung und zur Vorsicht, weil die Niederschlags- und Abflußverhältnisse des Sengbachtales derzeit noch nicht genügend bekannt waren, wurde ein Stauinhalt von 3,0 Mill. cbm gewählt.

Bei der Ermittlung der Leistungen ging man von diesem Beckeninhalt von 3000000 cbm als gegeben aus, stellte den Bedarf an Brauchwasser für die vier Sommermonate Mai bis August fest und berechnete das Betriebswasser, um diese Wassermenge in den Hochbehälter zu pumpen. Einen Teil hiervon sollte die Wupper mit dem zur Verfügung stehenden Gefälle von 5 m liefern, der Rest wird aus dem Becken entnommen. Diese Kraftwassermenge wurde bestimmt und zu dem Brauchwasserbedarf hinzugenommen. Indem man diese Summe unter Berücksichtigung des Sengbachzuflusses während obiger Monate von dem Talbeckeninhalt von 3000000 cbm, das zu Anfang Mai gefüllt anzunehmen ist, abzieht, erhält man eine gewisse verfügbare Wassermenge. Diese liefert bei dem Gefälle von 50 m eine Anzahl Pferdekräfte, die auf die obigen vier Monate gleichmäßig verteilt gedacht sind. Das gibt die für elektrische Stromerzeugung vorhandene Kraft. Entsprechende Berechnungen wurden für die Wintermonate aufgestellt, wobei außer dem Brauchwasserbedarf für die Wintermonate berücksichtigt wird, daß das Becken zu Ende des Winters gefüllt sein muß. Auch für diese Zeit erhält man eine Anzahl Pferdekräfte als verfügbar für elektrische Stromerzeugung. Vorstehende Berechnungen sind rechnerisch für zwei trockene Jahre durchgeführt.

Auf die Berechnungen im einzelnen soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden. Sie sind abgedruckt in des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte. 2. Aufl. 1908, S. 111.

Über die gewonnene Kraftmenge, den Kraftausbau, die Zahl und Stärke der Maschinen s. S. 38.

Erwähnt sei als bemerkenswertes Ergebnis des späteren Betriebes, daß es vorteilhaft gewesen wäre, den Beckeninhalt auf 5 Mill. cbm, d. h. auf 60 v. H. des mittleren Jahresabflusses zu bemessen, um einen vollständigeren Ausgleich des Wasserabflusses und die errechneten Leistungen sicherer aus dem Stauweiherbetriebe herauszuwirtschaften.

Der Stauweiher in Alfeld in den Vogesen ist zum Teil für Kraft, zum andern Teil für Bewässerungszwecke erbaut worden. Sein Stauinhalt ist auf 1100000 cbm bemessen. Im 11jährigen Mittel konnte für die Sommermonate vom 1. Juni bis 30. September der Zufluß in den Weiher zu 1606800 cbm angenommen werden. Davon wurden 10 v. II. als Verlust durch Überlauf des Beckens geschätzt, so daß 1446120 cbm verfügbar bleiben.

Der Betrieb sollte so eingerichtet werden, daß zu Beginn der Sommerniederwasser eine volle Seefüllung (1,1 Mill. cbm) vorhanden ist. Es konnte daher erwartet werden, daß zur Verstärkung des Niedrigwassers in dieser Zeit im Mittel rund 2,6 Mill. cbm zur Verfügung stehen. Die Zahl der Sommertage mit Niedrigwasser wurde zu 65 geschätzt. Daraus ergab sich eine Verstärkung des Niedrigwasserstandes der Doller in diesem Zeiträume um etwa 470 1/sek. Eine gleiche Abgabe sollte während der zweiten Niedrigwasserzeit des Jahres vom 1. Januar bis Ende Februar erfolgen. Das Niedrigwasser der Doller konnte dadurch auf 700—1000 1/sek. erhöht werden. Da die Mindestwasserführung für Triebzwecke 500 1 betragen mußte, so ergab sich, daß durch den Zuschuß auch die Bewässerung sicher gestellt werden konnte.

Wie die Erfahrung des späteren Betriebes erwiesen, war es jedoch nach diesem Betriebsplan nicht möglich, einen annähernd gleichmäßigen Abfluß zu erzielen. Es wechselten Perioden mit ziemlich großem Abfluß mit solchen mangelnden Abflusses.

Es wurde ein neuer Betriebsplan aufgestellt, der den Zweck verfolgt, der Industrie den regelmäßigen Bezug einer gewissen Wassermenge (200 1/sek.) zu sichern, der Landwirtschaft dagegen an den Wässertagen (von Sonnabend früh bis Montag früh) eine möglichst große Wassermenge zur Verfügung zu stellen. Nach diesem neuen Betriebsplan erfolgt die Abgabe nach Maßgabe der Tabelle 43.

Am 1. Oktober soll der See womöglich leer sein. Die in der Tabelle für den Zeitraum vom 15. September bis 1. Oktober angegebenen Mindestbeträge sind daher gegebenenfalls zu erhöhen, jedoch nicht über den Betrag von 1000 1 in der Sekunde. Falls die in der Tabelle angegebenen Mengen mangels Vorrats nicht abgelassen werden können, ist die ganze Zuflußmenge bis zu den dort verzeichneten Beträgen abzulassen.

Die Ergebnisse dieses neuen Betriebsplanes sind in der Tabelle 44 zusammengestellt. Diese Wassermengen sind zum Teil geringer als die entsprechenden des früheren Betriebes. Die sekundlichen Abflußmengen sind aber das ganze Jahr hindurch viel gleichmäßiger, und der Landwirtschaft können an den Wässertagen größere Wassermengen zur Verfügung gestellt werden. Der neue Betriebsplan genügt daher den Bedürfnissen sowohl der Industrie als der Landwirtschaft besser.

Zeitraum

1. Oktober bis 15. Dezember 15. Dezember bis 15. März . 15. März bis 15. April . . . 15. April bis 1. Juni .... 1. Juni bis 1. August . . .

15. August bis 1. September:

Tabelle 43.

2 E An gewöhnlichen & ®

Tagen

200

200

200

200

200

2 E An Wässerungs-

S. I

tagen¹)

350

200

350

200

300

Bemerkungen

a)    wenn der Pegelstand im See am 15. August unter 19 m beträgt

b)    »

200

300

c)

» zwischen 19 u. 20 m beträgt

» über 20 m beträgt

200

200

450

600

!) Unter Wässerungstagen sind hier zu verstehen die Sonntage n. gesetzlichen Feiertage u. die denselben vorhergehenden Tage, also z. B. die Zeit von Samstag früh 6 bzw. 8 Uhr bis Montag früh 6 bzw. 8 Uhr.

1. September bis 15. September: a) wenn der Pegelstand im See am 1. Sept, unter 14 m beträgt .

beträgt .

»    » über 19 m beträgt .

b) »

c)

d)

e)

f).    »

200

200

200

200

200

300

400

300

400

600

800

1000

1000

1000

beträgt, mindestens .

»    »    »    »    »,    »    über    14    m    beträgt,

mindestens .

Über die Gesichtspunkte für die Aufstellung des Wasserwirtschaftsplanes der Möhnetalsperre für die gemeinsamen Zwecke der Aufhöhung des Niedrigwassers der Ruhr und der zentralen Kraftgewinnung s. S. 128, vgl. auch Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtschaft 1908 S. 171.

200

200

b)

c)

d) »

250

300

400

250

300

400

OS

Laufende Nr.

Summe

Summe

Summe

Summe

1. Oktober 1891 ,, 31. Dezember 1891 1. Januar 1892 „ 29. Februar 1. März 1. Juni

1. Oktober 1891 „ 30. September 1892

1892 „ 31. Mai

1892 „ 30. September 1892

1892

1892

1. Oktober 1890 „ 31. Dezember 1890 1. Januar 1891 ,, 28. Februar 1. März 1. Juni

1. Oktober 1890 „ 30. September 1891

1891 „ 31. Mai

1891 „ 30. September 1891

1891

1891

1. Oktober 1889 ,, 31. Dezember 1889 1. Januar 1890 ,, 28. Februar 1. März 1. Juni

1. Oktober 1889 „ 30. September 1890

1890 „ 31. Mai

1890 „ 30. September 1890

1890

1890

1. Januar 1889 ,, 30. September 1889

1. Januar 1889 bis 28. Februar 1. März 1. Juni

1889 „ 31. Mai

1889 ,, 30. September 1889

1889

1889

Zeitraum

1021 500 849 100 825 900

669 800 445 400 1 021 500

855 400 683 900 1017 200

737 500 598 300 997 600

cbm

Zeitraumes

des

Weiherinhalt bei Beginn

Tabelle 44.

12 702 144

5 629 624

2    538 536 1 421 784

3    112 200

13 976 872

4 484 480 653 016 4 487 392 4 351 984

14 054 040

4 036 032

2    105 376

3    351712

4    560 920

9 224 388

1 835 288 2162 888 5 226 212

raqo

Niederschlagsmenge im Niederschlagsgebiet

11 378 635

5 014 368 2 171 664 2 623 147 1 569 456

11101 291

3 522 226 809 150 3 872 189 2 897 726

10 974 031

2 983 949 2 297 289 2 741 065 2 951 728

6 310 893

889 337 2 759 658 2 661 898

cbm

11 378 635

3 992 868 2 344 064 2 646 347 2 395 356

11101 291

2    852 426 1 033 550

3    296 089 3 919 226

10 974 031

2128 549 2 468 789

2    407 765

3    968 928

7 048 393

1    028 537

2    360 358

3    659 498

raqo

Wassermenge

geflossene

Zu-

Ab-

gelassene

2 073 384

330 264 224 208 330 912 1 188 000

2 225 016

416 664 356 616 198 504 1 253 232

2 331 288

531 360 332 208 230 688 1 237 032

2 237 976

506 088 222 480 1 509 408

raqo

Zur Verstärkung der Niederwasser bis zu 1000 1 wurden abgelassen

854 064

616 032 79 488 89 208 69 336

1124 712

346 032 14 472

764 208

893 160

610 848 147 960 109 296 25 056

274 536

155 520 18 144 100 872

cbm

Von Hochwassern zurückgehalten

§ 15. Geologische und Untergrunduntersuchungen. Die geologischen und Untergrunduntersuchungen gehören zum Teil zu den Vor- und Entwurfsarbeiten, zum Teil bilden sie die einleitenden Arbeiten bei der Bauausführung von Talsperren. Die Möglichkeit, eine Sperrmauer vollkommen standsicher und dicht an einer bestimmten Stelle eines Tales errichten zu können, ist ausschlaggebend für das ganze Unternehmen und hieraus erhellt ohne weiteres die Notwendigkeit, daß die Prüfung dieser Vorfrage zu den ersten Schritten der Planung gehört, sowie überhaupt die Bedeutung, die derartigen Untersuchungen beim Talsperrenbau beizulegen ist.

Die schlechten Erfahrungen, die nach dieser Richtung hin an einigen der neuen Talsperrenanlagen gemacht worden sind, haben zu erhöhter Vorsicht gemahnt. Die Talsperre von Meschede an der Henne (Nebenfluß der Ruhr) weist erhebliche Undichtigkeiten des Untergrundes auf, die auf unterirdische Klüfte in der Talsohle und am rechten Hang zurückzufUhren sind. Sehr kostspielige Abdichtungsarbeiten, die nach Inbetriebnahme des Staubeckens vorgenommen werden mußten und Uber die an späterer Stelle Mitteilungen gemacht werden (s. Abschn. Betrieb) sind notwendig geworden und haben den Betrieb der Anlage ungünstig beeinflußt. Ebenso haben sich in den Hängen der Gothaer Talsperre bei Tambach starke Sickerungen gezeigt. Neben dem Ingenieur ist in neuerer Zeit auch der Geologe zu derartigen Voruntersuchungen herangezogen worden. Es muß hierbei als die Aufgabe des Geologen angesehen werden, die Gebirgsformationen, die Schichtenbildung unter dem Gesichtspunkt der Abrutschungen infolge Einwirkung des Wasserdrucks, den unterirdischen Befund des Gebirges, das Vorhandensein von Gängen und Klüften mit Rücksicht auf die Gefahren der Unterspülung und Wasserverluste, die Beschaffenheit des Gesteins im allgemeinen, besonders hinsichtlich seiner geologischen Eigenschaften für den Zweck der Stauung und seine Verwendbarkeit vom geologischen Standpunkt, sowie die Frage der Verschlämmung des Beckens infolge Erosion zu prüfen. Nach dem Ergebnis dieser Voruntersuchung wird sich der Ingenieur ein Urteil bilden können Uber die Dichtigkeit und Verwertbarkeit des Talbeckens für den Zweck der Stauung und an der Hand von Schürfungen den Untergrund und die Hänge an der Baustelle auf ihre Tragfähigkeit, Dichtigkeit und Lagerungsverhältnisse als Gründungssohle für eine Talsperre prüfen. Der Ingenieur darf sich darüber nicht im Unklaren bleiben, daß er durch ein geologisches Gutachten seiner Verantwortung nicht enthoben ist, und daß ihm die Hauptaufgabe bei diesen Vorarbeiten zufällt. In Anbetracht der verheerenden Wirkungen für Leben und Gut, die der Bruch von Sperrmauern und die . hinabstürzenden Wassermassen Uber ausgedehnte Gebiete bringen können, müssen diese Prüfungen sehr sorgfältig sein und wenn je, so ist hier ein selbständiger, seiner Verantwortung sich voll bewußter Ingenieur am Platz.

Man kann die gesamten, für die Planung und Bauausführung von Talsperranlagen notwendigen geologischen und Untergrunduntersuchungen nach drei Hauptgruppen unterscheiden:

1.    Allgemeine Vorprüfung über die Eignung eines Gebirgsaufbaues für Stauzwecke.

2.    Die erste Untersuchung eines Tales, das für die Anlage eines Sammelbeckens in Aussicht genommen ist, auf Grund von Schürfungen oder Bohrungen.

3.    Die Untersuchung und Festlegung der Gründungssohle für die Sperrmauer bei Aushebung der Baugrube.

1. Allgemeine geologische Vorprüfung. Die erste Prüfung fällt in erster Linie in das Gebiet des Geologen. Es soll darum an dieser Stelle nicht näher auf diesen Gegenstand eingegangen werden. Die bei den geologischen Untersuchungen im

einzelnen zu beachtenden Gesichtspunkte behandelt L epp la in dem unten erwähnten Aufsatz über die geologischen Vorbedingungen der Staubecken, wobei im besonderen die Eignung der verschiedenen Gesteine, wie Quarzite, Grauwacken und Grauwackensand-steine, Tonschiefer, Kalksteine, Dolomite, Sandsteine, als Untergrund und als Baustoff für eine Staumauer besprochen wird. Ferner wird der geologische Gebirgsaufbau auf seine Brauchbarkeit für die Bildung großer Wasseraufspeicherungen geprüft.

Die Beurteilung der Lagerung, des Steigens und Fallens, der Erstreckung der Veränderungen, der Klüftung und Störungen kann in manchen Gebirgen nur dem jahrelang mit Aufnahmen in solchen Schichten beschäftigten Feldgeologen überlassen werden, der sich wissenschaftlich und praktisch mit diesen Fragen beschäftigt hat. Es sei bemerkt, daß teils durch die unmittelbaren Erfahrungen beim Bau von Talsperren, wie im Rheinland und Westfalen, im Harz und den Vogesen, teils durch neuere geologische Prüfungen, von denen nur hier erwähnt seien die Voruntersuchungen für das Hochwasserschutzbecken in Schlesien und an der Görlitzer Neiße in Böhmen, im Königreich Sachsen, im Quellgebiet der Weser u. a. m., eine genauere Kenntnis des Aufbaues unserer Gebirge für die Zwecke der Wasserstauung sich angebahnt hat.

Während z. B. die Becken der Ruhr und Wupper in dem undurchlässigen Schiefergebirge liegen und sich darum für die Anlage von Staubecken vorzüglich eignen, ist das nicht weit davon entfernte Quellgebiet der Lippe für diesen Zweck weniger tauglich, da es in einem durchlässigen Kalkgebirge liegt. Eine ähnliche Gegenüberstellung bieten die Flußsysteme der Weser. Während sich die Täler der linkseitigen Zuflüsse Fulda und Diemel für die Wasseraufspeicherung gut eignen — es wird an der Eder ein Staubecken von 202 Mill. cbm errichtet — liegt die Werra zum Teil in durchlässigem Gestein. Aber auch innerhalb eines Talbeckens wechseln oft die durchlässigen und undurchlässigen Schichten, so z. B. im Langen Tal für das Sammelbecken der Stadt Nordhausen a. H., Abb. 55, und an der Absperrstelle für das Becken bei Mauer und Buchwald in Schlesien, und feste und dichte Gesteine stehen oft für die Aufnahme der Staumauer nur in geringer Ausdehnung zur Verfügung. Bei der Talsperre von Mauer liegen fester Gneis, auf dem die Talsperre steht, und Glimmerschiefer dicht beieinander. Im Urnitztal, in dem die Talsperre bei Wölfeisgrund (Quellgebiet der Glatzer Neiße) errichtet ist, finden sich unmittelbar hintereinander abgelagert die Gebirgsmassen von drei Gesteinsarten, ein graues, sandsteinartiges Gestein, ein rötliches porphyrartiges Gestein, in das die Talsperre gebettet ist und ein granitartiges Gestein, aus dem die Bausteine für das Mauerwerk der Sperrmauer gewonnen wurden.

Die geologischen Verhältnisse einer Talsperre, die im Senkungsgebiet eines im Abbau befindlichen Kohlengebirges in Australien errichtet ist, sind erörtert in den Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers (London) Vol. cl. XXIII. Sess. 1908—1909 Teil IV, siehe auch Zeitschr. die »Talsperre« 1910 S. 25 und am Schluß dieses §. Über weitere allgemeine geologische Gesichtspunkte siehe ferner die Erläuterungen von L epp la über die Stauanlagen im Niederschlagsgebiet der Glatzer Neiße in den »Abhandlungen der Kgl. Preussischen Geologischen Landesanstalt« Neue Folge, Heft 22 u. Zentralbl. für Wasserbau und Wasserwirtschaft 1908, ferner Zentralbl. d. Bauverwalt. 1912 S. 296. Über den Gebirgsaufbau des rheinisch-westfälischen Schiefergebirges siehe Zeitschr. des Ver. deutscher Ingenieure 1905 S. 260. Über Flußregime und Talsperrenbau in den Ostalpen. Z. d. österr. Ing. u. Arch. Ver. 1909, S. 813.

Derartige allgemeine Untersuchungen werden die mehr oder minder entsprechende Eignung ganzer Gebirge für die Planung von Wasserstauungen klarzustellen geeignet sein und

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Abb. Ö5. Geologische Karte des Langen Tales im Südharz mit der Talsperrenanlage der Stadt Nordhausen (nach Aufnahme der

Geologischen Landesanstalt). IJngef. Maßstah 1 : 25 000.

die Beantwortung der allgemeinen Frage finden lassen, inwieweit für ein Land oder für einen Bezirk die Anbahnung einer geregelten Wasserwirtschaft im Einklang mit den sonstigen hydrographischen Verhältnissen durch die Anlage der Staubecken möglich und erfolgversprechend ist. Sie sind unerläßliche Grundlagen, um für eine auf hoher Warte stehende Staatsregierung die Richtung und das Ziel anzugeben. Nachdem ein bestimmtes Tal für die Zwecke der Wasseraufspeicherung in Aussicht genommen ist, wird auch hier zunächst eine noch allgemein zu haltende Untersuchung zu erfolgen haben, bei der Ingenieur und Geologe Hand in Hand zu arbeiten haben.

2. Erste örtliche Untersuchung. Die geologischen und Gesteinsuntersuchungen dieser ersten örtlichen geologischen Vorarbeiten haben sich nach 4 Richtungen hin auszudehnen. Es ist zu prüfen:

1.    Die Dichtigkeit und Festigkeit der Talsohle und Berghänge an der Baustelle.

2.    Die Dichtigkeit des zu überstauenden Geländes (Talbecken).

3.    Die Anlage von Steinbrüchen im allgemeinen für die Gewinnung der zum Bau erforderlichen Bausteine in möglichster Nähe der Baustelle.

4.    Die Festigkeit, Dichtigkeit, Wasseraufnahmefähigkeit, Frost- und Witterungsbeständigkeit des für den Bau in Aussicht genommenen Gesteins.

Es ist schwierig, allgemeine Anhaltspunkte für diese Prüfung zu geben. Die Hauptforderungen lassen sich etwa in folgenden Sätzen zusammenfassen:

1.    Große gemauerte Talsperren dürfen im allgemeinen nur auf felsigem Untergrund errichtet werden. Ein geschlossener und druckfester Fels ist notwendig, selbst wenn, um diesen zu erreichen, ein wesentlicher Aushub der Baugrube nach der Tiefe erfolgen muß. Inwieweit bei kleineren Anlagen geringere Anforderungen zu stellen sind, muß der Feststellung nach Maßgabe der örtlichen Verhältnisse Vorbehalten bleiben.

2.    Das zur Stauung in Aussicht genommene Becken muß im dichten Gestein liegen, um Wasserverluste durch Sickerungen und Abfluß nach Seitentälern hin zu vermeiden. Es ist günstig, wenn das Gestein mit einer Ton- oder Lehmlage überdeckt ist.

3.    Der Fels darf seine Beschaffenheit unter Einwirkung des stauenden Wassers nicht verändern.

Nach den preußischen Vorschriften¹) wird die Genehmigung zum Bau in der Regel versagt werden müssen:

a)    wenn zum Gleiten neigende Schichten, z. B. Letten, Ton, Talk, Glimmer u. s. w. in größerer Mächtigkeit in der Baugrube auftreten und die Lagerung der Schichten ein Abgleiten, Abscheren und Ausweichen befürchten läßt,

b)    wenn lösliche Gesteine, z. B. Kalk, Mergel, Gips, Dolomit, in der Baugrube und unter ihr auftreten, in denen unter dem Einfluß des unterirdischen Wassers gefahrdrohende Hohlräume entstehen können.

Diese Forderungen sind vornehmlich von geologischer Seite in Rücksicht auf neuere Erfahrungen bei Talsperrenbauten gestellt worden.

Man kann noch hinzufügen, daß der Bau auch verboten werden sollte, wenn Klüfte in dem Becken vorhanden sind, die ein wesentliches Entweichen von Wasser befürchten lassen. Dieser Forderung ist damit begründet, das die Beteiligten vor wirtschaftlich nachteiligen Folgen bewahrt werden sollen, die eintreten, wenn durch Wasserverluste die Nutzbarkeit des Beckens stark beeinträchtigt wird.

t) Siehe: Anleitung für den Bau und Betrieb von Sammelbecken in § 16 (Anhang).

Zu der Frage der Einwirkung des Wassers auf den Kalk ist es nicht uninteressant, einige Ergebnisse über die von einem Chemiker angestellten Untersuchungen an dem Sickerwasser der Nordhauser Talsperre kennen zu lernen, wenn zwar diese Untersuchungen nur angestellt wurden, um •die Brauchbarkeit des Sickerwassers für Trinkzwecke zu erkunden. Es wurde das der Leitung entnommene Trinkwasser, das Sickerwasser und der sich in den Stollen der Sperrmauer bildende Schlamm untersucht. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß der Kalkgehalt des Sickerwassers und des Schlamms ein wesentlich größerer war als im Leitungswasser. Die Untersuchung wurde wenige Monate nach der Inbetriebnahme der Talsperre vorgenommen.

1. Die chemische Untersuchung des Sickerwassers aus der Talsperre hatte folgendes Ergebnis. In 100 Litern des Wassers waren enthalten:

2. Die chemische Untersuchung des reinen Leitungswassers hatte folgendes Ergebnis.

In 100 Litern desselben waren enthalten:

Fester Rückstand nach dem Abdampfen.    8,38 g

Glührückstand

7,30 g

Darin Kieselsäure (Si O2) und Ton. . . . 0,86 g Eisenoxyd + Tonerde

„ Kalk (Ca 0).....

„ Magnesia (Mg 0) . . .

„ Schwefelsäure (S O3) .

Hieraus ermittelte deutsche Härtegrade 2,10 Grade

0,94 g

Ghlornatrium

Zur Oxydation der organischen Substanzen in 100 Litern Wasser sind übermangansaures Kali erforderlich........

Feste Rückstände nach dem Eindampfen 6,00 g Glührückstand

0,46 g 1,72 g 0,27 g 0,89 g

5,00 g

Darin Kieselsäure und Tonpartikel . . .    0,74 g

„ Eisenoxyd und Tonerde

,, Kalk (Ca 0)......

„ Magnesia (Mg 0) . . . .

„ Schwefelsäure (S O9) . .

0,12 g

0,90 g 0,37 g 0,27 g

Hieraus ermittelte deutsche Härtegrade 1,42 Grade Chlornatrium

Zur Oxydation der organischen Substanzen in 100 Litern Wasser sind übermangansaures Kali erforderlich.......

. . 0,83 g

0,74 g

1,20 g

Das untersuchte Sickerwasser war nicht ganz so klar als das reine Talsperrenwasser, weil es mehr Tonteilchen und auch mehr organische Beimengungen enthielt, als das in die Stadt geleitete Talsperrenwasser. Im Sickerwasser kommt für die Beurteilung als Trinkwasser der Gehalt an Tonerde, Eisenoxyd und an organischen Substanzen in Frage. Mit Bezug hierauf mußte eine vergleichende Untersuchung mit dem Leitungswasser vorgenommen werden.

Ein Vergleich mit der vorstehenden Tabelle ergiebt, daß der Gehalt des Leitungswassers an Tonpartikeln, Eisenoxyd, Tonerde und organischen Substanzen merklich geringer ist, als derjenige des Sickerwassers, so daß namentlich der Gehalt an organischen Substanzen ein völlig normaler zu nennen ist.

Der Unterschied in den übrigen Bestandteilen ist noch geringer. Es wurde daraus gefolgert, daß es auf die Güte des Leitungswassers keinen Einfluß hat, wenn es mit dem Sickerwasser der Talsperre nach der Stadt geleitet wird. Der Gehalt des Sickerwassers an organischen Substanzen überschreitet nur im Verhältnis von 1,2 :1 die Norm.

3. Untersuchung des Talsperren-Schlammes.

Der Schlamm bestand in der Hauptsache aus einem Gemenge von kohlensaurem und gelöschtem Kalk und etwas Sand. Das von dem Schlamm abfiltrierte Wasser enthielt annähernd 2,5 gr Kalk (CaO) in 100 1 Wasser gelöst. Aus dieser Zusammensetzung des Schlammes und Schlammwassers erklärt sich der Mehrgehalt des Sickerwassers an Kalk, Eisenoxyd und an organischen Substanzen. Schädliche Stoffe wurden in dem Schlamm nicht gefunden.

Der Einfall der Schichten ist zu beurteilen in Hinsicht auf die Druckbeanspruchungen durch die Sperrmauer und auf die Wasserdichtigkeit. Wenn zwar innerhalb der Talsperrenbaugruben die Richtung und Lage der Bänke häutig einen großen Wechsel zu zeigen pflegt und Verwerfungen und kugelförmige Schalenbildungen Vorkommen, so sei doch allgemein folgendes bemerkt:

Für die Hinderung von Sickerungen unterhalb der Gründungssohle ist der Einfall der Schichten senkrecht zur Achse der Talsohle günstig. In geschichtetem Gestein geben die Fugen der einzelnen Lagen leicht zur Bildung von Wasseradern Anlaß, besonders bei dem hohen Druck eines gefüllten Beckens. Darum kann ein Schichteneinfall gleichlaufend zur Talsohle gefährlich sein für die Dichtigkeit des Untergrundes, während ein solcher, wie in Abb. 56 dargestellt, jeder Verbindung von der Wasser-

11

Handbuch der Ing.-Wissensch. ÜI. 2. 2. Abt. 4. An fl.

nach der Luftseite entgegensteht. Weniger günstig ist dieser Schichteneinfall für die Druckaufnahme, hierfür ist eine Lagerung derart, daß die Mittelkraft die Felsschichten in das Lager drückt, d. h. daß der Schichteneinfall gegen das Becken hin gerichtet

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Abb. 56. Einfall der Schichten.

ist, wie punktiert angedeutet, wünschenswerter. Allein auch eine Beanspruchung gegen den Kopf der Bänke kann zu Bedenken keinen Grund bieten. Die Felsmasse sitzt fest eingekeilt und ein Ausweichen ist nicht möglich. Die wirklich auftretenden Beanspruchungen sind ungemein gering gegenüber der Tragfähigkeit v des Felsuntergrundes, sofern ein gesundes Gestein vorhanden ist. Und überdies ist das rheinisch-westfälische Schiefergebirge, wie auch andere Gebirgs-formationen, überall so stark von Verwerfungen durchsetzt, daß es kaum gelingen dürfte, eine Baugrube für eine Sperrmauer ausfindig zu machen, die in ihrer ganzen Ausdehnungeine gleichmäßige Dichtung der Gesteinslagen zeigt. Man muß sich hier eben mit gegebenen Verhältnissen abfinden, zumal durch die Erfahrung erwiesen ist, daß Talsperren mit den verschiedenartigsten Verwerfungen in den Gründungssohlen durchaus standsicher und dicht errichtet werden können.

Diese vorläufigen Feststellungen haben neben der Untersuchung der Eignungeiner Talstelle für die Errichtung einer Talsperre den weiteren Zweck, die ungefähre Tiefe der Gründungssohle kennen zu lernen. Die endgültige Festlegung der Gründungssohle erfolgt nach Aushebung der Baugrube. Um diese vorbereitenden Aufschlüsse zu gewinnen, sind Schürfungen vorzunehmen. Sie bestehen darin, das man an geeigneten Stellen in der Talsohle und an den Hängen hinauf bis zur zukünftigen Sperrmauerhöhe Probelöcher von etwa 2—3 m im Quadrat bis auf den Fels aushebt. Besseren Aufschluß als einzelne Löcher geben längere Schlitze quer und längs über die zukünftige Baugrube. Das Hauptaugenmerk ist dabei der Erforschung der Untergrundsverhältnisse in der Talsohle zuzuwenden, weil sich gezeigt hat, daß hier leicht ungünstige Klüfte und Verwerfungen zu erwarten sind. Auch ist in der Talsohle die Uberdeckung mit Verwitterungsschichten und Gerolle meist stärker als an den Hängen. Es empfiehlt sich überhaupt, die Schürfungen recht eingehend auszuführen, um diese Verhältnisse für die Kostenveranschlagung und die Bauausführung der Talsperre nach Möglichkeit klar zu stellen.

Die Ergebnisse der geologischen Untersuchungen werden zweckmäßig in einem Gutachten niedergelegt, dessen Darlegungen durch zeichnerische Darstellungen hinsichtlich der Lagerung, Klüftung, Schieferung usw. erläutert werden können. Dieses geologische Gutachten wird sich im wesentlichen Uber folgende Punkte zu äußern haben:

1.    Beschaffenheit der Grüjndungssohle im Tal und an den seitlichen Hängen auf Grund von Schürfungen.

2.    Lagerung, Dichtigkeit und Tragfähigkeit des Bodens.

3.    Stärke und Einfallsrichtung der Felsschichten, namentlich in Rücksicht auf Abrutschungen infolge des Wasserdrucks.

4.    ob unterirdische Gänge und Klüfte vorhanden sind, die dem Druckwasser Gelegenheit zum Durchsickern und Unterspülen Veranlassung geben können. Beschaffenheit des Gesteins gegen Wassereinwirkung (Kalk).

5.    natürliche Quellenverhältnisse.

6.    Anlage von Steinhrüchen, soweit dadurch die Dichtigkeit des Beckens und Sicherheit der Mauer gefährdet werden könnte.

7.    Die Eignung der Baustoffe vom geologischen Standpunkt.

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Abb. 57. Übersichtsplan für den Bau der Solinger Talsperre.

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Felsen mit Lehnt versetzt

Abb. 58. Ergebnisse der Schürfungen für den Bau der Solinger Talsperre.

Die Aufgabe des Ingenieurs ist es, auf Grund dieses Gutachtens und seiner eigenen Erfahrungen, Beobachtungen und Feststellungen bei den- Schürfungen die Gründungssohle vorläufig festzulegen und die notwendigen Eintragungen in die Entwurfszeichnungen für die Talsperre vorzunehmen.

Aus Abb. 57 und 58 ist ersichtlich, in welchem Umfange diese Voruntersuchungen für die Solinger Talsperre im Sengbachtale erfolgt sind. Es wurden in der Talsohle 4 Schürflöcher vorgetrieben, deren Ergebnis in Abh. 58 dargestellt ist. An den Hängen lag der Fels zum Teil frei zu Tage. Die danach ermittelte Lage der Felsoberfläche wurde in einen Längsschnitt in der Achse der Sperrmauer eingetragen und diese Linie diente der Kostenveranschlagung als Grundlage. Die spätere tatsächliche Gründungssohle, Grauwacke und sogenannter Lenneschiefer, wie sie sich in der Bauausführung ergab, ist in Abb. 72 (S. 202) punktiert dargestellt.

Abb. 59. Lageplan und Ergebnisse der Schürfungen für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a./H.

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Für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a./H. im Langentale wurden Längs- und Querschlitze ausgehoben, wie aus Abb. 59 ersichtlich ist.

Es ergab sich im Mittel eine etwa 0,5 m starke Humus- und Lehmschicht, die etwas eisenhaltig war, darunter lag auf 1,5 bis 2 m Tiefe Geröll, dann stellte sich ein in seinen oberen Lagen verwitterter Fels ein. Der Eingriff der Gründungssohle in den Fels betrug etwa 2,0 m. Der Schichteneinfall war derart, daß die Drucklinie in den Rücken der Schichten drückte. Das Gestein war dunkelgrau-körnig-kristallinische Grauwacke, Quarz, Feldspat und Tonschiefer mit wenig Glimmerbeimengung. Die Wasseraufnahme dieses Gesteins ist sehr gering, nur bis 0,5 v. H. Kalk war darin nicht enthalten. Die Lage der Baugrubensohle nach der Ausführung s. Taf. I, Abb. 7.

Die Abb. 60 deutet die Schürfungsarbeiten an, die für die neue Remscheider Talsperre im N eyetal bei Wipperfürth (Wuppergebiet) im Jahre 1806 vorgenommen wurden. Es waren 7 Schürfflächen bis auf 5 bis 7 m Tiefe vorgetrieben, die in zum Teil wenig standfestem Geröll lagen und daher ausgezimmert werden mußten. Infolge des starken Wasserandranges war eine Lokomobile mit Pumpe in Tätigkeit. Der Untergrund bestand aus gesundem Lenneschiefer mit Grauwacke durchsetzt. Am linken Hange lag der feste Fels wesentlich tiefer, wie an dem steilen rechten Hang und selbst in der Talsohle.

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Abb. 60. Schürfungen für den Bau der Neyetalsperre.

In der Baugrubensohle der Möhnetal sperre ließen die Schürfungen erkennen, daß weiche Schieferschichten mit härteren Steinschichten abwechselten. Dieser Baugrund soll eine größte Belastung von 8 kg/qcm aufnehmen. Die festen Grauwackensteine haben bei vorgenommenen Druckversuchen eine Festigkeit von 1553 bis 1582 kg/qcm ergeben. Die Belastungsproben der weichen Schieferschichten wurden in folgender Weise vorgenommen: es wurden in Abständen von etwa 1 m kleine Flächen, welche die Ecken eines Quadrates bildeten, glatt geschliffen. Auf diese wurden kleine Pfeiler aufgesetzt und diese trugen eine quadratische Holzplatte. Diese Platte wurde mit Ziegelsteinen belastet. Die Belastung wurde bis 40 kg/qcm gesteigert. Nach einer Dauer von 5 Monaten zeigten sich an den belasteten Flächen keinerlei Eindrücke oder Yerschiebungen des Schiefers, s. § 29.

Es kann in solchen Fällen wechselnder Gesteinschichten zur größeren Sicherheit in Betracht kommen, die festeren Gesteine als allein tragend anzusehen und die Mauer so zu entwerfen, daß die zulässige Inanspruchnahme dieses härteren Gesteins nicht überschritten wird. Dazu ist es nötig durch Schürfungen tunlichst durch Längs- und Querschlitze in der Baugrubensohle das Verhältnis der anteiligen Flächen der verschiedenen Gesteine zu bestimmen.

Sehr eingehende geologische Voruntersuchungen auf Grund von Bohrungen sind für den in Verbindung mit dem Etzel-Werk (Schweiz) geplanten Stausee im oberen Sihltale bei Pfäffikon

(Stauinhalt 96,5 Mill. cbm) gemacht worden. Diese Prüfung wurde auf den Untergrund für den Stollen und die Druckleitung vom Becken zum Kraftwerk und die Gründungen des Krafthauses selbst ausgedehnt. Zur Beurteilung wurde eine sachverständige Kommission aus drei Geologen gebildet, die sich sowohl mit der Sicherheit der Abschlußvorrichtungen, wie mit der Frage der Durchsickerungen des gestauten Wassers zu beschäftigen hatte. Es wurden 19 Bohrlöcher bis zu einer größten Tiefe von 60,2 m vorgetrieben, die jedoch die Felssohle nicht erreichten, da mit zunehmender Tiefe die Bohrungen immer schwieriger wurden. Diese Bohrungen im Seegebiet erwiesen in den oberen Lagen vornehmlich Torf, Kies und Sand, in den tieferen Lagen einen blaugrauen feinen Letten, als Ablagerung eines früheren Sees.

Die Geologen kamen zu dem Schluß, daß der Untergrund des Seebeckens und die das Becken begrenzenden Hänge als durchaus undurchlässig betrachtet werden dürfen. Die Staumauer im Schlagen kann auf festen Sandstein der Molasse gegründet, der Staudamm bei Hühnermatt aber auf undurchlässigen Untergrund gesetzt werden¹).

Bemerkungen über die geologischen Verhältnisse des Okerbeckens aus Anlaß der Entwurfsbearbeitung für eine Talsperre daselbst (s. Jahrbuch der Gewässerkunde Norddeutschlands, Besond. Mitteilungen Bd. 1 Nr. 1.

Über die geologischen Bodenuntersuchungen für die Talsperre am Panamakanal bei G a tun (Chagresfluß) s. Engin. Eecord vom 21. 12. 1907.

3. Zweite Untersuchung. Festlegung der Gründungssohle. Diezweite Untersuchung der Baustelle für die Talsperre erfolgt nach Bloslegung der Baugrube unmittelbar vor Beginn der Mauerarbeiten. Erst die offne Baugrube gibt ein entscheidendes Bild der Untergrundsverhältnisse, der Zerklüftungen, Quellen, der vorkommenden Gesteinsarten usw. Ihr hauptsächlichster Zweck ist die Festlegung der endgültigen Gründungssohle für das Mauerwerk. Es empfiehlt sich, die Baugrube in der Talsohle und an den beiderseitigen Berghängen hinauf bis zur zukünftigen Mauerkrone freizulegen. Es sind hierbei die Maßnahmen zu treffen, um der nachteiligen Wirkung etwaiger Klüfte mit zersetztem Gestein und der Verwerfungen vorzubeugen. Die Felslage der Gründungssohle ist auf ihre natürliche Rauhheit zu prüfen. Sofern solche fehlt, wird durch Nacharbeiten eine Art Verzahnung anzubahnen sein, um eine erhöhte Sicherheit gegen das Gleiten der Mauer zu erzielen. Günstig in diesem Sinn wirkt es, wenn, wie dies in der Gründungssohle und an den Hängen der Solinger Talsperre der Fall war, eine Verengung talwärts vorhanden ist, derart, daß sich die gekrümmte Mauer wie ein Gewölbebogen einspannt.

Wenn es zur weiteren Vorsicht notwendig erscheint, kann ein Probeschacht unter die in Aussicht genommene Gründungssohle auf vielleicht 4—6 m Tiefe vorgetrieben werden, um auch die Gesteinsverhältnisse in größerer Tiefe durch Olfenlegen und unmittelbare Anschauung kennen zu lernen. Ein solcher Probeschacht von etwa 2 zu 2 m Grundfläche und 4 m Tiefe wurde in der Baugrube der Talsperre im Sengbachtale ausgehoben und später mit Beton ausgefüllt.

Alle diese Maßnahmen hängen naturgemäß von den Untergrundsverhältnissen im gegebenen Falle ab. Auch die Beurteilung, ob eine Gründungssohle ausreichend dicht und sicher erscheint, muß dem durch Erfahrung und Sachkenntnis geübten Ingenieur überlassen bleiben. Bei dieser zweiten und endgültigen Prüfung hat die Tätigkeit des Ingenieurs sicherlich größere Bedeutung als die des Geologen.

Wesentlich ist dabei die Frage des Eingriffs, den die Mauersohle in die Felslage erhält. Ein kräftiger Eingriff der Gründung in die Felssohle wird sich vor allem

werden.

Projektes vom 16. 6. 1906.

dann empfehlen, wenn, wie dies im rheinisch-westfälischen Schiefergebirge vorkommt, das Gestein spröde und von feinen Rissen durchsetzt ist, die hei dem Angriff des Gesteins durch die Hacke sich öffnen, sodaß das Gestein in kleine, oft würfelartige Brocken zerfällt. An sich macht ein solcher Fels einen vollkommen geschlossenen Eindruck, und ist er in der natürlichen Lage auch als undurchlässig anzusehen. Erst bei der Aushebung des Schürfloches und der Baugrube tritt diese Natur des Gesteins zutage. Die Sprödigkeit und das Auseinanderfallen — in den oberen Schichten wohl noch durch die langen tausendjährigen Einflüsse der Witterung erhöht — pflegt sich nach der Tiefe hin zu verringern. Ein solcher Untergrund kann kein Hindernis für die Errichtung einer Talsperre bilden. Nur wird leicht ein vermehrter Felsaushub entstehen, bis man die geeignete Gründungssohle erreicht hat.

Die Eingriffstiefe in den gesunden Fels schwankt je nach dessen Beschaffenheit. Im allgemeinen wird man 1 m als das mindeste ansehen dürfen. Meist ist dieses Maß größer. In dem rheinisch-westfälischen Schiefergebirge hat sich in der Regel ein Eingriff von 2—2i/₂ m als notwendig erwiesen. Die erforderliche Tiefe der Gründung unter der Talsohle hat in Schlesien und Böhmen zwischen 4—6 m geschwankt, wobei jedoch ausnahmsweise Gründungstiefen von 9—10 m und mehr (Talsperre Mauer, Schlesien) vorgekommen sind. An den Hängen liegt der gesunde Fels vielfach höher und steht oft sogar zutage. Bei der Neyetalsperre betrug der Eingriff in den Fels etwa 2—3 m.

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Abb. 61. Gründung der Croton-Talsperre.

Zur allgemeinen Beurteilung sei bemerkt, das die Talsperre von Marklissa in festem und hartem Gneis, der dicht, ungeschichtet und wetterbeständig ansteht, gebettet ist. Die Talsperre von Mauer steht ebenfalls im Gneis. Die Sperrmauer des Alfeldweihers in den Vogesen ist in Hornblendegranit gebettet. Die Waldecker Talsperre ist in Tonschiefer und Grauwackengestein errichtet. Die geplanten Talsperren im Murgtal sollen auf Granit erbaut werden.

Der Baugrund der Buchwalder Talsperre besteht aus einem äußert festgelagerten, mit tonigen Bestandteilen durchsetztem Steinmaterial, welches in Konglomeratgestein übergeht und eine außerordentliche Wasserdichtigkeit zeigt. Der feste Fels liegt 1—1,5 m unter dieser Schicht. Eine hölzerne oder eiserne Spundwand konnte wegen der Festigkeit der Schicht nicht bis auf den Fels hinabgetrieben werden. Eine Herdmauer an der Wasserseite schien nicht erwünscht, um nicht auf Schichten von verschiedener Tragfähigkeit zu bauen. Es ist daher auf jener oben angegebenen Schicht unmittelbar gegründet worden.

Der Untergrund der Gründungsstelle der Crotontalsperre (Abb. 61) besteht zumTeil aus Gneis, zum Teil aus Kalksteinen. Letzterer dehnt sich über den größten Teil des Tales aus und die Gründung reicht zum Teil bis 20 m unter die ursprüngliche Geländehöhe. Unter dem Flußbett lag hauptsächlich Sand, Kies und Gerolle. Die Beseitigung des Felsens geschah dnrch Sprengung. Für die Lösung fanden Dampfschaufeln Verwendung. Der Aushub wurde aus der Grube mittels Kabelbetrieb in Kippwagen gehoben und dann auf Lokomotivbahnen fortbefördert. Drei Seilbahnen von 300—450 m Spannweite waren in 15 m Abstand über die Baugrube gespannt. Näheres The Engineer 1907, S. 412.

In der Gründungssohle der Talsperre bei Assuan (Abb. 62 u. 63) stand zum Teil unmittelbar, zum Teil in mäßiger Tiefe Fels an. Die Talränder bestehen in den höheren Schichten aus Sandstein, in den tieferen Schichten und im Flußbett aus Granit. Es konnte daher unmittelbar auf den Fels gegründet werden.

Es mögen noch einige Mitteilungen über die Gründungsverhältnisse der Mescheder Talsperre folgen, da man hier bemerkenswerte Erfahrungen gemacht hat. Die Talsperre liegt etwa 1500 m oberhalb der Mündung der Henne in die Euhr. Das Gebirge besteht aus Schiefer, Grünstein und Kalkstein. Die beiden letzteren Gesteine befinden sich an der Sohle und den unteren Hängen; mehr nach oben, zum Teil erst über der Mauerkronenhöhe lagert der Schiefer. Der linke Hang und die Bausohle waren ziemlich geschlossen. Nur eine Kluft von 1,5—2 m war vorhanden, in der fester Fels-

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Abb. 63. Lageplan der Staumauer bei Assuan.

nicht gefunden werden konnte. Die Kluft war ausgefüllt mit Mergel und verwittertem Gestein. Man hat dieses weiche Material auf 2—3 m herausgehoben und dann Beton eingebracht. Einige kleinere Klüfte waren auch in der Sohle vorhanden (Abb. 64). Auch sie sind mit Beton ausgefüllt worden. Unangenehm lagen die Gesteinsverhältnisse am rechten Hang. Dieser Hang bestand zum größten Teil aus losem, bröckligen Gestein. Stollen, die bei den Untersuchungen mit Auszimmerung in diesen Hang vorgetrieben wurden, ließen Tropfsteinbildung und Höhlungen erkennen. Der Kalk war durch die Einwirkung des Wassers aufgelöst und ausgespült. (Abb. 65.) Weit größere Massen als vorgesehen mußten aus der Baugrube entfernt werden. Die Klüfte wurden zum Teil bis 5 m unter der Baugrubensohle ausgeräumt und mit Beton abgedichtet. In engere Spalten wurde dünnflüssiger Zementmörtel in großen Mengen hineingegossen. Die schwierige Gründung verursachte 600000 Mk. Mehrkosten, während die Anschlagssumme des ganzen Baues 2,30 Mill. Mk. betrug. Hätte die geologische Vorunteruchung alle diese bei der Aushebung der Baugrube zutage tretenden Eigenschaften des Gebirges dargelegt, so hätte man vermutlich eine andere Baustelle gewählt. So aber scheute man sich, als für die Freilegung bereits Hunderttausende verausgabt waren, die Baustelle aufzugeben.

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Abb. 64. Klüfte in der Gründungssohle der Mescheder Talsperre.

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Zu einem vollen Erfolg haben alle Abdichtungsarbeiten des Untergrundes nicht geführt. Nach Inbetriebnahme des Beckens traten starke Quellen auf, die bedeutende und kostspielige nachträgliche Abdichtungsarbeiten erforderten, über die an anderer Stelle (Abschn. Betrieb) näheres mitgeteilt werden soll²).

Neben der allgemeinen Untersuchung des Baugrundes in Hinsicht auf seine geologischen Eigenschaften und seine Dichtigkeit und Festigkeit wird sich im gegebenen Falle das Augenmerk auch auf die Standsicherheit und Dichtigkeit der Berghänge zu richten haben.

Zu bemerkenswerten Untersuchungen gab in dieser Hinsicht die Umgebung der Urfttalsperre in der Eifel Veranlassung. Dieses Tal liegt tief eingeschnitten zwischen steilen Hängen. Die Bergrücken sind sehr schmal und scharf. Das Kennzeichnende der Umrahmung des Beckens dicht an der Mauer sind die verhältnismäßig schwachen Felswände. Die Schichtung des Felsens ist andererseits günstig, indem die Drucklinien fast senkrecht in ihren Rücken trifft. Das Gebirge besteht aus Grauwacke und Schiefer. Letzterer überwiegt. In diese Hänge, die etwa die Abmessung haben, wie man sie einer Dammschüttung von gleicher Höhe geben würde, greift die im Grundriß bogenförmig gebaute Talsperre beiderseits ein. Bedenken, die entstanden waren, gaben Geh. Rat Intze Veranlassung, die Berggrate statisch zu untersuchen.

Die Art dieser Berechnungen ist aus den Abb. 66 ersichtlich. Am linken Berghang wurde neben der Belastung durch den Wasserdruck der Einfluß der Bogenwirkung der Talsperre berücksichtigt.

Die Ermittlung ist graphisch erfolgt, und es sind im Fall II folgende Kräfte z. B. für den obersten Teil zusammengesetzt, wobei die Fuge g—g² als die Grenze zwischen innern und äußern Kräften angesehen ist:

1.    Last des Felskörpers oberhalb der Fuge g—h.

2.    Last des Mauerkörpers oberh. g—h bis g—g².

3.    Wasserlast, welche bis g—g² auf dem Querschnitt der Sperrmauer ruht.

4.    Wagerechter, tangential zur Mauer wirkender Wasserdruck entsprechend der Auflast zu 3.

5.    Gewölbedruck für den Kad = 200m für die Höhe des radialen Wasserdrucks oberhalb g—h. Es ist angenommen, daß der Gewölbedruck voll zur Geltung kommt, wenn die Sperrmauer lediglich als Gewölbe wirken würde. Die Übertragung der Wasserbelastung auf den Untergrund in lotrechter Richtung ist also vernachlässigt.

Das Ergebnis dieser Untersuchung war, daß Befürchtungen für die Standhaftigkeit der Grate nicht vorliegen. Zur dichteren Gestaltung der Hänge waren Abdichtungen während der Bauzeit erfolgt, soweit Schäden an den Berghängen bemerkt wurden. Nach den bekannt gewordenen Mitteilungen haben sich die Hänge bei der späteren Anstauung als dicht erwiesen³}.

Wenn durch die Berghänge der Sperrmauer Umlaufstollen für die Abführung des Hochwassers oder die Betriebsvvasserentnahme durchgeschlagen werden sollen, so muß die Untersuchung sich auch auf diese Teile erstrecken. Es wird zu prüfen sein, ob die Beschaffenheit des zu durchschneidenden Gebirges Schwierigkeiten für den Stollenausbau oder die Wasserführung bereiten kann. Namentlich kommt die Festigkeit des Gesteins in Frage, wenn, wie bei den Hochwasserentlastungen der schlesischen Talsperren bei Marklissa und Mauer, die Wassermassen aus großer Höhe zum Absturz gelangen. Hierüber folgen einige Mitteilungen im § 41 u. 42. Für die Führung von Druckstollen kommt vornehmlich die Dichtigkeit des Gesteins in Betracht, um Wasserverluste zu vermeiden. Eine Abdichtung durch Betonverkleidung oder Mauerwerk, wie z. B. am 3 km langen Druckstollen der Urfttalsperre, wird hier oft nicht zu umgehen sein.

Es ist schwierig, den Umfang der Gründungsarbeiten einer Talsperre mit Sicherheit — auch hei sorgfältigsten Schürfungen — im voraus zu erkennen. Daraus folgt, daß sich die Baukosten vorher nicht immer klar feststellen lassen und daß man mit

Statistische Untersuchung der Grate.

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Abb. 66. Berggrate der Urfttalsperre.

ungünstigen Zufällen rechnen muß, da das Erfordernis der unbedingt sorgfältigen Gründung und Ausführung das oberste Gebot für den Bau ist, so daß nach dieser Richtung hin keineswegs gespart werden darf. Falls aus diesem Anlaß erhöhte Kosten für die

Gründung eintreten, so liegen sie in der Natur der Dinge und können nicht dem Entwurf zur Last gelegt werden.

machen, als dies nach der

Wenn einerseits eine tiefere Hinabführung der Gründungsmauer eine Erhöhung der Kosten verursacht, so kann diese auch hervorgerufen werden, wenn die Untergrundverhältnisse gebieten, den Mauerquerschnitt stärker zu Standfestigkeitsberechnung auf der Grundlage der Kerntheorie und unter Annahme der üblichen Belastungen notwendig wäre. Dies war außer an der Möhnetalsperre u. a. nötig bei der Querschnittsgestaltung der Urfttalsperre und bei den Talsperren in Böhmen (s. § 29).

Es mögen an dieser Stelle noch einige Mitteilungen interessieren über eine Talsperre, die im Senkungsgebiet eines Kohlengebirges errichtet ist.

die Staugrenze vorgeschritten, wie aus der

In den Jahren 1902 bis 1906 hat man in Australien für die Wasserversorgung von Sidney eine große gemauerte Talsperre — die Kataraktsperre — errichtet in einem Tale, unter dessen Sohle Kohlenbergbau betrieben wird. Der geologische Aufbau des Gebirges besteht aus Sandstein und Basalt und unter diesem Gestein liegen Kohlenbänke, im oberen Tale des Staubeckens etwa 240 m tief. Die Schichten fallen nach der Sperre auf rund 500 m ab (Abb. 67). Der Abbau der Kohlen hat erst in neuerer Zeit begonnen und ist nahe bis an Abbildung ersichtlich ist. Die Sperrmauer hat eine Höhe von 57 m und 243 m Kronenlänge. —

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Abb» 67. Geologischer Aufbau des Gebirges im Talbecken der Kataraktsperre.

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Die aufgespeicherte Wassermenge beträgt 81 Milk cbm und wegen dieser großen Verhältnisse des Stausees entstanden Bedenken für seine Sicherheit. Aus den Einwirkungen des Bergbaues und den damit verbundenen Senkungen des Geländes befürchtete man Wasserverluste, die den Zweck der Wasseraufspeicherung vereiteln und dem Kohlenabbau gefährlich werden könnten. Man beabsichtigte zunächst, die Kohlengewinnung insoweit zu beschränken, daß der Abbau auf allen Seiten 400 m der Staufläche entfernt bleiben sollte. Schließlich führten aber die von der Regierung des Staates Neu-Süd-Wales geleiteten Untersuchungen der Ingenieure und Geologen zu der Ansicht, daß kein hinreichender Grund zu soweitgehenden Beschränkungen vorliege. Wirtschaftliche Erwägungen fielen für die Entscheidung sehr in die Wagschale. Die Institution of Civil Engineers in London bat in ihren „Minutes of Proceedings“¹) eingehende Mitteilungen über dieses interessante Unternehmen gebracht und eine Reihe von Ingenieuren aus allen Teilen der Welt, darunter aus Deutschland den Verfasser, um ihre Meinung befragt. Hierfür sei auf die angegebene Quelle verwiesen, wo diese Äußerungen abgedruckt sind.

113 Milk Mk., und die an den Staat nach

Die wirtschaftlichen Erwägungen waren folgende: Die Wasserfläche des Beckens der Kataraktsperre ist rund 1020 Hektar groß und wenn man einen Sicherheitsstreifen von 400 m rund um das Becken hinzunimmt, so kommt man zu einer Fläche von 36(0 Hektar. Der Wert der unter der Staufläche lagernden abbaufähigen Kohlen wurde zu Maßgabe der geltenden Bestimmungen zu zahlende Abgabe zu 6,3 Mill. Mk. berechnet. Für die größere Fläche würden die entsprechenden Beträge 400 und 22 Milk Mk. sein. Der Wert der Kohlen unter dem ganzen Niederschlagsgebiet der Talsperre wurde zu mehr als 10 Milliarden Mk. geschätzt. Aus diesen Zahlen geht die wirtschaftliche Bedeutung der Frage hervor. Eine übertriebene Ängstlichkeit

würde den Bau unmöglich gemacht haben. Man nahm daher von Abstand, und es soll nur für die Sperrmauer selbst ein Sicherheitspfeiler stehen bleiben, um sie vor

allen weitergehenden Forderungen

t) Vol. CIXXVIII, Sess. 1908—1909. Teil IV.

Senkungen zu schützen. Dieser Kohlenpfeiler wird sich um die Grundfläche der Sperre nach allen Seiten auf etwa 270 m erstrecken.

Bei der Mächtigkeit der Überlagerung kann angenommen werden, daß gleichmäßige Senkungen das Gelände im Zusammenhang lassen und die Gefahr von Wassereinbrüchen nicht herbeiführen. Eine besondere Stellung nimmt aber der Übergang zum Sicherheitspfeiler ein, der unter der Talsperre verbleiben soll. Es hat sich nach den Erfahrungen beim Kohlenbergbau in Rheinland und Westfalen gezeigt, daß bei solchen Pfeilern die Absenkungen meist scharfe Umränderungen haben und leicht Bergschäden herbeiführen. Man vermeidet deswegen lieber die Sicherheitspfeiler. Aber es ist zuzugeben, daß man die Talsperre durch die Beseitigung solcher Stützen auf keinen Fall Senkungen aussetzen darf, denn es werden nicht leicht bauliche Anordnungen getroffen werden können, die ein Bauwerk von solcher Höhe gegen Risse und Schäden sicherstellen, wie dies bei Brückenwiderlagern und Schleusenmauern durchführbar ist. Immerhin meine ich, daß man an dem Übergang vom Sicherheitspfeiler zum Senkungsgebiet im Staubecken von Sidney in anbetracht der Sprödigkeit des dort lagernden Gesteins mit der Möglichkeit von Wassereinbrüchen rechnen müßte, falls nicht an dieser Stelle der Abbau der Kohlen mittels Bergeversatz vorsichtig geschieht, um einen Ausgleich vom festen Gelände zu der Senkungsfläche zu schaffen.

Gleichzeitig mit der Vornahme der geologischenVoruntersuchungen empfiehlt es sich, gegebenenfalls unter Hinzunahme eines Geologen, eines Sachverständigen oder ortsansässiger Leute, die Anlage von Steinbrüchen, aus denen die Bausteine für die Mauerung gewonnen werden sollen, zu prüfen. Diese Frage hat eine große Bedeutung für die Kosten des Bauwerks und die ganze Gestaltung der Bauausführung, und es sollten darum möglichst eingehende Untersuchungen vorgenommen werden. Auch hier werden Schürfungen die nötigen Aufschlüsse erbringen. Hinsichtlich der maßgebenden Gesichtspunkte und der Einzelheiten für die Anlage der Steinbrüche sei auf die Darlegungen im Abschnitt »Bauausführung« hingewiesen.

Es ist gut, die bei den Schürfungen gewonnenen Steine auf ihre Festigkeit, Dichtigkeit, Wasseraufnahmevermögen und Frostbeständigkeit zu untersuchen, in einer Versuchsanstalt, die hierfür mit den notwendigen Einrichtungen versehen ist. Daneben wird an Ort und Stelle eine Prüfung auf Wetterbeständigkeit durch Lagern der Steine im Freien zweckmäßig sein. Entsprechende Prüfungen werden vielleicht auch an den Steinen vorgenommen werden müssen, die in den Schürfgruben bei der Untersuchung der Bansohle blosgelegt sind. Im übrigen siehe hinsichtlich der Prüfung der Bausteine Abschnitt »Bauausführung«.

Die Bedingungen, die an den Untergrund zu stellen sind, wenn ein Stau dämm errichtet werden soll, werden im Abschnitt »Staudämme« besprochen werden. Ebenso soll an jener Stelle erörtert werden, inwieweit bei Untergrundsverhältnissen, die den Bau* einer massiven Mauer nicht zweckmäßg erscheinen lassen, wenn z. B. ein geschlossener fester Fels fehlt, die Errichtung hoher Staudämme an Stelle der Sperrmauern in Frage kommen kann.

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§ 16. Yermessungsarbeiten. Kartierung. Entwurfsaufstellung. Grunderwerb. Die Feldmeßarbeiten sollen hier nur im allgemeinen kurz erörtert werden, den Gang derartiger Arbeiten für die vorliegenden Zwecke darzustellen und die Unterlagen zu kennzeichnen, die für die Voruntersuchungen und den Entwurf von Talsperrenanlagen erforderlich sind.

Die vorläufigen Ermittlungen werden an der Hand allgemeiner Karten der Landesaufnahme erfolgen können. Für deutsche Gebiete geben für diesen Zweck eine gute Unterlage die Meßtischblätter, die im Maßstabe 1:25000 hergestellt sind. Für

größere Anlagen dienen zur

Übersicht die Generalstabskarten (1:100000).

Die örtlich gewonnene Anschauung wird die Aufmerksamkeit auf ein zur Absperrung geeignetes Tal hingelenkt haben, und im Zusammenhang hiermit wird es möglich sein, aus den Meßtischblättern, die Höhenlinien von 20 m bis herab zu 1,25 m Höhenabstand aufweisen, den ungefähren Stauinhalt eines Beckens oder die Höhen- und Gefällverhältnisse eines Flußlaufes, des Geländes einer geplanten Rohrlinie, die Größe des Niederschlagsgebietes u. a. m. mit einer Genauigkeit zu erkennen, die hinreicht, um überschlägliche Kostenermittlungen und eine Vergleichung verschiedener Entwürfe vorzunehmen. Ob für die Kenntnis der Höhenverhältnisse im Niederschlagsgebiet allgemein die Angaben der Meßtischblätter hinreichen oder ob die Stellen, an denen etwa Regenmesser oder sonstige Beobachtungsposten einzurichten sind, durch besondere Nivellements festgelegt werden müssen, wird im gegebenen Falle zu entscheiden sein.

¹

Nach Bachmann, Die Talsperrenanlage bei Marklissa am Queis.

²

   S. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1907. S. 160.

³

²)    Zentralbl. d. Bauverw. 1905 S. 228.

Wenn man auf Grund dieser Voruntersuchungen zu einem Beschluß für die Ausführung eines Unternehmens oder zur Vornahme ausführlicher Vorarbeiten gelangt ist, wird eine genaue Vermessung des Geländes in senkrechter und wagerechter Richtung nicht zu umgehen sein. Es ist notwendig, das in Aussicht genommene Staubecken der Höhe nach in Höhenlinien von 1 bis 5 m Höhenabstand aufzumessen und danach Höhenschichtenpläne mit diesem Höhenabstand der Schichten im Anschluß an einen durch das Tal gelegten Polygonzug herzustellen und gegebenenfalls Ergänzungen aus Katasterkarten und sonstigem vorhandenen Kartenmaterial vorzunehmen. Außer dem Katasterkartenmaterial können Wasserkarten und die bei Behörden (Ministerien, Strombauverwaltungen, Meliorationsämtern u. a. m.) vorhandenen Karten über die Größe der Niederschlagsgebiete und Karten der Niederschläge für einzelne Wasserläufe wertvollen Anhalt bieten. Auch die Karten zu den großen Werken des Wasserausschusses über den Oder-, Elbe-und Weserstrom, das Werk über den Rheinstrom werden oft nutzbare Angaben bieten, wenn sich diese Veröffentlichungen zwar mehr mit dem Wasserhaushalt der Ströme und ihrer Nebenflüsse beschäftigen und die kleinen Quellgebiete, die für die Anlage von Talsperren in erster Linie in Betracht kommen, in dieser Bearbeitung mehr zurücktreten. Diese Lagepläne werden zweckmäßig für einen Maßstab von 1:1000 bis 2000, bei größeren Anlagen bis 1 :5000 eingerichtet.

Für die Darstellung der Umgebung des eigentlichen Staubeckens, soweit Wege oder Eisenbahnverlegungen, die Überführung von Brücken oder sonstige Nebenanlagen wie Rohrleitungen, Kraftwerke, Filter oder andere Wasserreinigungsvorrichtungen in Frage kommen, werden die Katasterkarten zweckmäßig zu Hilfe genommen. Aus diesen Karten kann man sich für den bestimmten Zweck Lagepläne zusammenstellen und das etwa Fehlende durch besondere Vermessungen ergänzen. Für die Kostenveranschlagung des Grunderwerbs kann es sich empfehlen, in diesem Lageplan die Geländeart — Wiese, Wald, Ackerland — zur Darstellung zu bringen und auch die Lage des in Aussicht genommenen Steinbruchs. Ferner wird es gut sein, schon in diesem Zeitpunkt die Möglichkeit der Baustoffanfuhr zur zukünftigen Baustelle zu prüfen. Näheres hierüber s. Abschnitt »Bauausführung«.

Zugleich mit den Lageplänen sind die Höhenpläne herzustellen, welche die maßgebenden Höhenverhältnisse des Tales erkennen lassen und sich talabwärts so weit zu erstrecken haben, als dies für den Zweck der Talsperre notwendig erscheint, also für Kraftanlagen, soweit die Ausnutzung des Talgefälles hierfür in Frage kommt, für Hochwasserschutzbecken, um die Untersuchungen für das Aufnahmevermögen der Wasserläufe unterhalb zu Hochwasserzeiten feststellen zu können, für Trinkwasserzuführungen, Wiesenbewässerung bis zur Verbrauchsstelle usw.

Bei steil abfallenden Hängen wird die Tacbymeteraufnahme, die zugleich die Höhen und Flächenmaße liefert, im allgemeinen vorteilhafter erscheinen als die Auslegung von Querschnitten. Jedoch sind bei den Vorarbeiten für Talsperrenanlagen beide Vermessungsarten in Anwendung gekommen. In stark hügeligem Gelände leistet die Winkelmessung gute Dienste und, wo irgend möglich, sollte man, von einer genau ein gemessenen Grundlinie ausgehend, allgemein bei solchen Aufmessungen das Verfahren der Winkelmessung mit anschließender Berechnung der Längen benutzen. Theodolithe und anderes genaues Meßwerkzeug sind bei Aufmessungen im Gebirge unentbehrlich¹).

In diese ursprünglichen Pläne wird der Entwurf eingetragen, und diese Pläne dienen dann der späteren Absteckung bei der Ausführung als Unterlage, indem man von dem im Plane und im Gelände vorhandenen Polygonzuge, den Höhenpunkten usw. ausgeht.

Zwischen der Aufnahme des Geländes und der späteren Bauausführung pflegen meist mehrere Jahre zu liegen. Es empfiehlt sich daher, eine sorgfältige und sichereMarkierung der erstmaligen Festpunkte im Gelände durch Versteinung mit ausreichender Gründung und Verankerung im Erdboden. Der Unterschied in den Ergebnissen der Aufrechnungen nach Meßtischblättern und nach genauer Aufnahme wird sich in den Grenzen von 5 v. H. halten.

Hinsichtlich der Ausführung der geodätischen Arbeiten im einzelnen — Aufmessungen, Herstellung der Pläne

die ausführlichen Darstellungen im Handb. d. Ing. Wiss. III. Teil I. Bd.,

4. Aufl., S. 358 hingewiesen.

In Abb. 68 ist der für die Anlage eines Staubeckens anfgenommene Höhenschichtenplan des Sengbachtales bei Solingen zur Darstellung gebracht. Die Höhenlinien haben einen Abstand von 5 m. Für die Vermessung wurde durch das Tal und seine Ausläufer ein Polygonzug gelegt, dessen Eck-

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i) S. Zentralbl. d. Bauverw. 1906, S. 541.

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Abb. 68. Höhenschichtenplan des Sengbachtales bei Solingen. Die Höhenangaben beziehen sich auf NN. und sind durch ein Fein-Nivelleinent

bolzen der Landes au fnahme angeschlossen.

punkte zugleich Höhenpunkte waren. Der Anschluß erfolgte an die Festpunkte der Landesaufnahme. Im Anhalt an den Polygonzug geschah die Vermessung des Talgrundes und der Berghänge bis einige Meter über die in Aussicht genommene Stauhöhe des Sammelbeckens zum Teil durch Querprofilaufnahmen, zum überwiegenden Teil aber durch das tachymetrische Verfahren.

Aus diesen Plänen werden die notwendigen Unterlagen entnommen werden können, um die hauptsächlichsten Angaben für das Staubecken machen zu können, und zwar für die Größe des Niederschlagsgebietes, das abgesperrt werden soll, der Uberstauten Fläche und des Stauraumes.

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Für die Flächenermittlung leistet hierbei die Planimetrierung gute Dienste. Auch den Beck en in halt für jede beliebige Stauhöhe wird man zweckmäßig unter Zuhilfenahme des Planimeters bestimmen, indem man zunächst nach Abb. 69 die Flächen Fu F-}, F₃ usw. innerhalb der Linien gleicher Höhen im Lageplane feststellt. Wenn h der Schichtenabstand etwa gleich 1—5 m ist, so ergibt sich der Stauinhalt des Beckens zu F\ • /?i ! F\ -f- F₂

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Abb. 69. Berechnung des Stauinhaltes eines Talbeckens.

Aus diesen Unterlagen lassen sich ferner Beziehungen ableiten zwischen den oberhalb einer Talenge durch Höhenlinien begrenzten Flächen und den Höhen derselben über Talsohle an der Talenge. Stellt man die Höhen Uber Talsohle als Abszissen und die Flächen innerhalb der Höhenlinien als Ordinaten oder umgekehrt dar, so erhält man eine Kurve der Oberflächen, wie sie in Abb. 70 verzeichnet ist. Durch Ermittlung der Flächen zwischen der Abszissenachse und der eben genannten Linie der Stauflächen für verschiedene Stauhöhen erhält man die zugehörigen Stauinhalte und daher Beziehungen zwischen den betreffenden Stauhöhen und dem Stauinhalte oberhalb der Talenge. Die Darstellung dieser Beziehungen ergibt eine neue, parabolisch verlaufende Linie, welche im allgemeinen einen sehr regelmäßigen Verlauf zeigt. Durch den Verlauf dieser Linien für verschiedene Talengen und der Querschnitte der Talengen miteinander erhält man einen vorläufigen Anhalt über den Wert der verschiedenen möglichen Absperrungen¹).

Entwurfsaufstellung²). Wie bei allen größeren Unternehmungen des Ingenieurs gliedern sich auch für Talsperren die Entwurfsarbeiten in vorläufige Untersuchungen und in die endgültige Entwurfsaufstellung. Wenn der Gedanke oder Vorschlag zur Errichtung einer Talsperre aufgeworfen ist, so wird es sich zunächst darum handeln, in überschläglicher Weise und ohne daß durch die notwendigen Vorarbeiten, wie Vermessungen des Geländes, der Wasserabflußmengen u. a. m. große Kosten entstehen, die Bauwürdigkeit der Anlage durch ein allgemeines Urteil zu prüfen. Es soll hierbei einerseits die technische Durchführbarkeit des Unternehmens und andererseits seine Wirtschaftlichkeit geprüft und nachgewiesen werden. Alle diese Voruntersuchungen halten sich naturgemäß in großen Zügen und können darum keine eigentliche Verbindlichkeit besitzen, andererseits werden sie unter der Hand eines sachverständigen Beurteilers erkennen lassen, ob es geraten erscheint, den Plan weiter zu verfolgen oder ihn als unzweckmäßig und aussichtslos zurückzustellen.

9 Talsperrenanlagen in Rheinland und Westfalen. Weltausstell. St. Louis 1904.

²) Über Vermessungs- und Entwurfsarbeiten für Wasserkraftanlagen siehe des Verfassers Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«. 2. Auflage 1908, Seite 26 bis 35.

Diese Vorprüfungen werden je nach dem Zweck, dem die Talsperre dienen soll, zwar verschieden sein, als ihre wichtigste Aufgabe aber muß bezeichnet werden eine möglichste Klarstellung des Wasserhaushaltes in dem abzusperrenden Tale, der Eignung des Tales für die Zwecke der Wasseraufspeicherung, der zu erzielenden Nutzleistung und der Verwertbarkeit des aufgespeicherten Wassers, sei es zur Kraftgewinnung, sei es für die Trinkwasserversorgung oder die anderen früher erörterten Zwecke herbeizuführen, um den Fernerstehenden, und zwar technischen und nicht technischen

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Abb. 70. Darstellung der Beziehung zwischen Stauhöhe, Stauinhalt und Staufläche

für die Talsperre im Langen

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Kreisen den Kern und das Wesen eines Planes zu entwickeln, sie von dem erreichbaren Nutzen zu überzeugen und für die Ausführung zu erwärmen. Es ist eine für den Ingenieur oft nicht leichte Aufgabe, die verschiedenartigen Interessen zu erwägen und eine billige Lästenverteilung herbeizuführen. Dabei werden meist mehrere Möglichkeiten für die Ausführung zu prüfen sein, um vergleichende Ergebnisse für die Entscheidung

beizubringen.

Hierbei ist auch zu erörtern, wie weit durch das Talsperrenunternehmen bestehende Rechte und Berechtigungen berührt und geschädigt werden. Vor allem sind

»Wirtschaftliche Grundlagen« näher einzugehen, sei hier nur Deutschland bestehenden Talsperren vom Staat, von einer Provinz, von Gemeinden oder von genossenschaftlichen Verbänden usw. im Rheinland und Westfalen, ausgeführt sind. Die Genossenschaftsbildung hat sich dabei als eine zweckmäßige Unternehmungsform erwiesen. Die Urfttalsperre ist von einer Gesellschaft mit beschränkter Haftung begründet worden.

es die landwirtschaftlichen Interessen der Bewässerung oder Düngung, denen das Wasser ganz entzogen wird, wenn es z. B. für Trink wasserzwecke nach entfernten Orten und in andere Niederschlagsgebiete geleitet wird. Zum mindesten wird hierbei eine andere Gestaltung des Wasserabflusses eintreten. Es ist berechtigt, daß für entstehende Schädigungen und die Wasserentziehung von den Beteiligten ein voller Ausgleich gefordert wird. Die hierfür notwendigen Aufwendungen, die das Unternehmen bisweilen nicht unerheblich belasten, müssen bei den ersten wirtschaftlichen Aufrechnungen schon abgeschätzt und berücksichtigt werden. Einige Mitteilungen hierüber befinden sich in dem Abschnitt »Wirtschaftliche Grundlagen«.

Eine bedeutsame Frage ist die der Geldaufbringung und damit in engem Zusammenhang stehend die Form, unter welcher das Talsperrenunternehmen ins Leben gerufen werden soll. Indem Vorbehalten wird, auf diesen Gegenstand in dem Abschnitt

kurz bemerkt, daß die in

wie in den Vogesen, in Schlesien und

Wenn diese Voruntersuchungen zu einem günstigen Abschluß geführt haben, ist es notwendig, in die genauen Vorarbeiten und die Entwurfsbearbeitung einzutreten, die die praktische Anwendung der technischen Grundlagen des hier behandelten Gegenstandes darstellt.

Der Entwurf zu einer Talsperrenanlage soll durch Pläne, Zeichnungen und Erläuterungen vor allem die wasserwirtschaftlichen Verhältnisse des Unternehmens an der Hand eines Wasserwirtschaftsplanes, die Form und Standsicherheit des Bauwerks und die geologischen und Untergrundverhältnisse des abzusperrenden Tales klarstellen. Die Erkenntnis, daß die Sicherheit der Anlage nicht lediglich von der richtigen Gestaltung, sondern auch von der Sorgfalt der Bauausführung und der Güte der Baustotfe abhängt, läßt es erwünscht erscheinen, daß schon bei Vorlage des Entwurfs über die Art der zu verwendenden Baustoffe und der Baustoffuntersuchungen Mitteilung gemacht und die »Besonderen Ausführungsbedingungen« beigefügt werden.

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anlage verbundene erhebliche Eingriff in die natürliche Wasserführung der Bäche und Flüsse und in die wirtschaftlichen Verhältnisse des umgebenden Gebietes, daß eine sorgsame Staatsregierung der Verhütung von Gefahren und Nachteilen ihre vollste Aufmerksamkeit zuwendet. Es ist daher der preußischen Staatsregierung notwendig erschienen, diese Bauausführungen genauer staatlicher Aufsicht zu unterstellen.

Um sowohl für die Entwurfsbearbeitung und die Bauweise, als auch für die Bauaufsicht, die spätere Unterhaltung und den Betrieb der Talsperren eine gleichmäßige Behandlung zu sichern, sind neuerdings von der preußischen Staatsregierung allgemeine Vorschriften erlassen worden, in welchen die für die Beurteilung der einschlägigen technischen Fragen maßgebenden Gesichtspunkte aufgestellt und für deren Durchführung Regeln gegeben werden. Diese Vorschriften, bei deren Ausarbeitung der Verfasser mitwirkte, sind

Der Talsperrenbau hat sich als ein bedeutsames Mittel zur Förderung der Wasserwirtschaft erwiesen und als solches die nachdrücklichste Unterstützung der Behörden gefunden. Auf der anderen Seite aber gebieten die außerordentlichen Schäden an Leben und Gut, welche im Falle eines Bruches von Staumauern die herabstürzenden Wasser-über ausgedehnte Gebiete bringen können und der mit einer Sammelbecken-

zusammengefaßt in einer im Jahre 1907 erschienenen »Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken« nebst der Anlage »Muster zu einer Dienstanweisung für Stauwärter bei Sammelbecken«*).

Sammelbecken im Sinne dieser Anleitung werden zur Ansammlung von Wasser durch Stauanlagen gebildet, deren Höbe von der Sohle des Wasserlaufs bis zur Krone des Bauwerks mehr als 4 m beträgt oder die bis zur Bauwerkskrone eine Ansammlung von mehr als 30000 cbm Wasser ermöglichen. Kleinere Becken werden von diesen Vorschriften nur betroffeu, falls ein Bruch des Bauwerks erhebliche Gefahren herbeiführen würde. Talsperrenangelegenheiten sind, wie der begleitende Ministerialerlaß ausführt, als landespolizeiliche anzusehen, sofern nicht besondere Umstände (geriuger Umfang, Geländebeschaffenheit usw.) eine über den Umfang des Bezirks nachbarlicher Gemeinschaften hinausreichende Einwirkung der Anlage ausschließen. Die Bedingungen für die Bauausführung und den Betrieb werden in einer auf Grund der Prüfung auszufertigenden Genehmigungsurkunde vorgeschrieben, nachdem in größeren und besonders gearteten Unternehmungen die Zustimmung der zuständigen Ministerien (Inneres; Handel und Gewerbe; Öffentliche Arbeiten; Landwirtschaft, Domänen und Forsten) eingeholt ist.

Die Zusammenfassung der Erfahrungen im deutschen Talsperrenbau während fast dreier Jahrzehnte, wie sie diese »Anleitung« bringt, stellt sich gleichsam als ein Abschluß der ersten Staffel dar. Sie ist der Niederschlag von Lehren und Ergebnissen, die unmittelbar aus der Praxis gewonnen wurden, und darf als maßgebend nach dem zeitigen Stande unseres Wissens und unserer Erkenntnis auf diesem eignen Gebiet der Ingenieurtechnik angesehen werden.

Wenn diese Vorschriften einerseits dem Ingenieur Anhaltspunkte bieten für die Aufstellung des Entwurfs von Sammelbecken und den Behörden die Richtschnur für die Prüfung und Genehmigung geben, so tritt doch ihre vornehmliche Bedeutung auch darin zutage, daß sie sich klar über die Art und Güte der Bauausführung aussprechen. Es ist zu wünschen, daß die Beteiligten — Bauunternehmer, Werke usw. — den Bestimmungen rechtzeitig ihre Beachtung zuwenden. Wer sich darüber von vornherein vergewissert, welche Bedingungen beim Bau von Talsperren, die naturgemäß etwas strenger wie für Bauwerke minderer Bedeutung gehalten sein müssen, zu erfüllen sind, wird Zeitverluste vermeiden und die Bauausführung erleichtern.

Im Jahre 1910 ist zu Abschnitt B (Vorbereitung, Form und Inhalt der Entwürfe) ein Nachtrag erschienen, der die Einrichtungen zur Messung des Wasserinhalts des Beckens und der Zu- und Abflußmengen festsetzt. Danach soll der Beckeninhalt aus einem Höhenschichtenplan ermittelt werden, dessen Genauigkeit nicht mehr als 3 v. H. von der wirklichen Größe abweicht. Die Beobachtung der Wasserstände im Betrieb hat an Schreib- oder Lattenpegeln zu erfolgen, die an der Talsperre und gegebenenfalls im Becken verteilt angebracht sind. Die Messung der Zuflußmengen soll im allgemeinen an Überfall wehren mit Schreibpegeln geschehen, bei großen Zuflüssen können die Schreibpegel im Flußlauf selbst aufgestellt werden, wenn eine Veränderung seines Querschnitts und Gefälles an der Meßstelle nicht zu befürchten ist. Die entsprechenden Einrichtungen sind für den Abfluß aus dem Sammelbecken zu treffen, wenn das Wasser frei abströmt. Wo das Nutzwasser in Rohrleitungen abgegeben wird, sind besondere Meßvorrichtungen nötig.

S. auch Zentralbl. d. Bauverwalt. 1907, S. 525, 1910, S. 531.

Man ersieht ohne weiteres die Bedeutung dieses Nachtrags für die Einheitlichkeit im Betrieb unserer heute schon zahlreichen Talsperrenanlagen. Die genaue Durchführung der vorgeschriebenen Messungen wird den Wasserhaushalt des Beckens und die Nutzwassermengen, die aus der Wasseraufspeicherung gewonnen werden, klarlegen. Daraus ergibt sich die wirtschaftliche Wertigkeit des Unternehmens, wobei es sich allerdings empfehlen wird, bei Becken, die zugleich mehreren Aufgaben dienen, die Nutzwassermengen getrennt für die verschiedenen Wirtschaftszwecke zu bestimmen. Nicht zuletzt wird durch alle diese Feststellungen die hydrographische Wissenschaft eine wertvolle Bereicherung erfahren.

Wegen der Bedeutung, die diese Anleitung für den deutschen Talsperrenbau hat, und zum Anhalt sowohl für die Entwurfsbearbeitung, wie für die spätere Ausführung und den Betrieb ist sie im Anhang zu diesem Abschnitt wörtlich zum Abdruck gebracht. Der erwähnte Nachtrag ist darin berücksichtigt. Es wird darauf hingewiesen, daß in dieser Anleitung die Vorlagen vorgeschrieben sind, die für die Prüfung und Genehmigung bei den Behörden einzureichen sind.

Dadurch, daß die Entwürfe für Talsperren heute in Preußen der staatlichen Prüfung und die Bauausführung der staatlichen Aufsicht untersteht, sind die Talsperren-entwlirfe einem so weit gehenden Einfluß unterstellt, daß diese Unternehmungen fast zu Staatsbauten geworden sind, wenigstens soweit die Konstruktion und bauliche Gestaltung in Betracht kommt. Die Entwürfe, die von den einzelnen Privatingenieuren aufgestellt werden, müssen bei der behördlichen Prüfung oft einer sehr gründlichen Umarbeitung unterzogen werden, oder es werden Leitlinien für die Umgestaltung gegeben. Durch Verhandlungen an Ort und Stelle durch die beteiligten staatlichen Kommissare werden diese Einzelheiten weiterhin festgelegt. Der zur Ausführung gelangende Entwurf sieht darnach oft wesentlich anders aus als der ursprüngliche, so daß man in manchen Fällen von einer individuellen Entwurfsbearbeitung nicht mehr sprechen kann.

Die Grundlagen für das Entwerfen der Talsperren in Frankreich sind niedergelegt in dem »Circulaire Du Ministère De L’Agriculture Du Juin 1897« (s. H. Bellet. Barrages en Maçonnerie S. 293). Für die Ausführung ist ferner maßgebend der Erlaß vom 1. Aug. 1905 (s. Journal Officiel vom 1. Nov. 1905 u. La Houille Blanche, Februar 1906), sowie »Arrêté ministeriel du 2 Juin 1902« (betrifft die hydraulischen Mörtel) abgedruckt bei Bellet a. a. O. S. 324.

In Amerika unterstehen die Talsperrenausführungen nicht der staatlichen Aufsicht. Die bösen Folgen dieser allzufreien Wirtschaft sind u. a. unlängst beim Bruch der Austin-Talsperre zu Tage getreten¹). Kennzeichnend sind die Worte Schuyler’s, eines der besten Kenner des amerikanischen Talsperrenwesens, indem er schreibt: Die Zeichen der Zeit scheinen die unumgängliche Notwendigkeit darzutun für die staatliche Aufsicht bei dem Entwurf, der Ausführung und dem Betrieb der Talsperren²). Mit vermehrtem Nachdruck wurden gegenwärtig Stimmen laut, die auf Erfüllung dieser Forderung drängen.

Grunderwerb. Wenn man grundsätzlich über die Ausführung schlüssig geworden ist, so wird man gut tun, so schnell wie möglich, für eine Staubeckenanlage die zu überstauenden und sonst für Kraftgebäude, Betriebskanäle, Steinbrüche usw. zu benutzenden Grundstücke ohne viel Geräusch zu erwerben oder sich zu festen Preisen an

Zentralbl. der Bauverwaltung 1912 S. 25 u. 36. ²) a. a. 0. Vorwort S. XI.

die Hand geben zu lassen, um an dem Baubeginn nach dieser Richtung hin nicht behindert zu werden. Der Grunderwerb ist oft eine mühselige und langwierige Sache. Das nächste Bestreben muß der freihändige Erwerb sein. In vielen Fällen aber wird

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im Weg der Enteignung zum Ziel gelangen, denn es ist bekannt, daß bei der Inswerksetzung eines solchen öffentlichen Großunternehmens die geforderten Grundstücks-preise oft ins Ungemessene sich steigern. Zu diesem Zweck ist zumeist erforderlich, sofern die Vorbedingungen aus Gründen des öffentlichen Wohles gegeben sind, sich die Verleihung des Enteignungsrechtes zu sichern (für Preußen: Gesetz über die Enteignung von Grundeigentum vom 11. Juni 1874 [G. S. S. 221]). Dieses wird zu erwirken sein nicht nur tür das zur Anlegung und den Betrieb der Talsperre notwendige Grundeigentum, sondern auch für die Nebenanlagen; insbesondere für Kraftgebäude, Rohrleitungen, Kanäle, W egebauten, Wirtschaftsgebäude, elektrische Kraftleitungen und alle Anlagen, die vollen wirtschaftlichen Ausnutzung des Werkes nötig sind. Das führt zu langdauernden Verhandlungen, Abschätzungsverfahren u. a. m. und man wird acht geben müssen, daß nicht in der Zwischenzeit die Talsperre selbst fertiggestellt wird und die Aufstauung des Wassers durch einzelne noch nicht erworbene Grundstücke im Staubecken und damit die Inbetriebsetzung der Anlage verzögert wird. Die Frage der mit dem Grunderwerb nahe zusammenhängenden Entschädigung für Wasserentziehung, die die Unterlieger einer Talsperre erleiden, findet ihre Erledigung meist bei dem landespolizeilichen Genehmigungs- und Planfeststellungsverfahren. Einige Mitteilungen zur Beurteilung der sich hieraus wie aus dem Grunderwerb ergebenden Kosten sind in Abschnitt »Wirtschaftliche Grundlagen« gemacht worden.

Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken.

A) Begriff der Sammelbecken.

Von der preußischen Staatsregierung erlassen (s. S. 178).

Sammelbecken im Sinne dieser Anleitung werden zur Ansammlung von Wasser durch Stauanlagen gebildet,

a)    deren Höhe von der Sohle des Wasserlaufs bis zur Krone des Bauwerks mehr als 4 m beträgt oder die bis zur Bauwerkskrone eine Ansammlung von mehr als 30000 cbm Wasser ermöglichen,

b)    die auch bei geringeren Abmessungen wegen der Gestaltung des Wasserlaufs oder seiner Umgebung im Falle eines Bruches des Bauwerkes erhebliche Gefahren herbeiführen würden.

Ob die Stauanlage aus Mauerwerk, Erde, Holz oder anderen Stoffen besteht, ist für den Begriff der Sammelbecken belanglos.

B) Vorbereitung, Form und Inhalt der Entwürfe.

Für die von dem Unternehmer¹) zur Prüfung einzureichenden Entwürfe gelten die unter Nr. 12 Abs. 1, 2a —c, Nr. 13 und 14 der Ausführungsanweisung zur Gewerbeordnung vom 1. Mai 1904 (Min.-Bl. der Handels- und Gewerbeverwaltung S. 123²) gegebenen Vorschriften, vorbehaltlich der nachstehend aufgeführten weitergehenden Anforderungen.

ł) Das Wort »Unternehmer« bezeichnet hier und im folgenden stets den Bauherrn der Sammelheckenanlage. Für den nur mit der Ausführung der Bauarbeiten beauftragten »Unternehmer« wird im folgenden stets das Wort »Bauunternehmer« gebraucht.

²) Die angezogenen Vorschriften lauten:

12. Aus dem Anträge müssen der vollständige Name, der Stand und der Wohnort des Unternehmers ersichtlich sein. Dem Anträge sind in drei Exemplaren eine Beschreibung, .eine Situationszeichnung und der Bauplan der Anlage beizufügen.

Aus den Vorlagen muß, soweit nicht mit Rücksicht auf die geringe Bedeutung einer zu prüfenden Anlage in einzelnen Punkten Ausnahmen angemessen sind, folgendes zu entnehmen sein:

1.    Die — zweckmäßig in Generalstabskarten oder Meßtischblättern dargestellte — allgemeine geographische Lage der Stauanlage, des Sammelbeckens, seines Niederschlagsgebietes und des Vorflutgebietes unterhalb des Sammelbeckens bis zu einem größeren Wasserlauf.

2.    Die genaue Lage und Begrenzung des Beckens sowie die Gefällverhältnisse des Tales bis zu dem unter 1 bezeichneten größeren Wasserlauf.

3.    Die Abmessungen der Stauanlage in Grundrissen, Querschnitten und Ansichten, die Höhenlage der Stauziele.

4.    Die Größe, Bebauungsart und Steilheit des Niederschlagsgebietes des Sammelbeckens, die dem letzteren jeweilig zuströmenden Wassermengen und deren Beschaffenheit, der Fassungsraum des Beckens, die bisherige und künftige Ausnutzung des Wassers, die Schaffung eines etwaigen Hochwasserschutzraumes und dementsprechend der allgemeine Betriebsplan.

5.    Die Einrichtungen zur Abführung des überschüssigen Hochwassers, die Nebenanlagen, soweit sie zur Entlastung des Beckens in Beziehung stehen, die Abmessungen der Grundablässe und Rohrleitungen, ihr Einbau und ihre Verschlüsse mit den Bewegungsvorrichtungen, ihre Auskömmlichkeit, um namentlich bei Gefahren die Überschreitung einer bestimmten, im Entwürfe vorgesehenen Stauhöhe unter jedem Wasserzuflusse sicher verhüten zu können, und die rechnerisch ermittelte Wassermenge, die der Wasserlauf unterhalb des Sammelbeckens innerhalb der Ufer ohne Nachteil für die Anlieger abführen kann.

Aus diesen Yorlagen müssen hervorgehen:

a)    die Größe des Grundstücks, auf dem die Betriebsstätte errichtet werden soll, seine Bezeichnung im Grundbuch oder im Kataster und der etwaige besondere Name ;

b)    die gleichartige Bezeichnung der umliegenden Grundstücke und die Namen ihrer Eigentümer ;

c)    die Entfernung, in der die zum Betriebe bestimmten Gebäude oder Einrichtungen von den Grenzen der benachbarten Grundstücke und den darauf befindlichen Gebäuden sowie von den nächsten öffentlichen Wegen liegen sollen.

13.    Bei Stauanlagen ist eine Zeichnung aller Stauvorrichtungen einschließlich der Gerinne und Wasserräder (Turbinen) beizubringen. Außerdem ist ein Nivellement erforderlich, in dem dargestellt sein muß :

a)    das Längenprofil des zum Betriebe bestimmten Wasserlaufes und des Mutterbaches,

b)    eine Anzahl von Querprofilen beider,

c)    eine Anzahl Talquerprofile,

und das so weit auszudehnen ist, als die Wirkungen der anzulegenden Stauwerke bei Hochwasser reichen; auch müssen die Wirkungen der übrigen Wasserführungen erkennbar gemacht werden. Die Profile sind auf eine und dieselbe Horizontale zu beziehen; diese ist an einen unverrückbaren Festpunkt anzuschließen.

Es bedarf ferner einer Angabe der Höhe des gewöhnlichen, des niedrigsten und des höchsten Wasserstandes sowie der Wassermengen, die der Wasserlauf bei den verschiedenen Wasserständen führt, und einer Mitteilung darüber, welche Stauwerke sich unmittelbar ober- und unterhalb der projektierten Anlage befinden.

In dem Situationsplane sind die Grundstücke, die an den Wasserlauf stoßen, soweit der Rückstau reicht, mit der Nummer, die sie im Grundbuch oder Kataster führen, und mit dem Namen des Eigentümers zu bezeichnen.

14.    Für die erforderlichen Zeichnungen ist ein Maßstab zu wählen, der eine deutliche Anschauung

gewährt; der Maßstab ist stets auf den Zeichnungen einzutragen, auch sind die Himmelsrichtungen anzugeben. Für die Zeichnungen ist haltbares, auf Leinwand aufgezogenes Zeichenpapier oder durchsichtige Zeichenleinwand zu verwenden. Nivellements und die dazu gehörigen Situationspläne sind von vereideten Feldmessern oder von Baubeamten anzufertigen. Alle anderen Aufmessungen und Zeichnungen können von den mit der Ausführung betrauten Technikern und Werkmeistern angefertigt werden. Beschreibungen, Zeichnungen und Nivellements sind von demjenigen, welcher sie gefertigt hat, und von dem Unternehmer zu unterschreiben.

6.    Die durch einen Geologen, auf Erfordern durch einen Beamten der Geologischen Landesanstalt in Berlin begutachteten geologischen Verhältnisse des die Stauanlage umgehenden Gebietes, soweit seine Beschaffenheit für die Standsicherheit und Dichtigkeit des Talabschlusses in Betracht kommt, insbesondere die Beschaffenheit der Gründungssohle im Tale und an den seitlichen Hängen, die durch Schürfversuche¹) ermittelte Beschaffenheit, Lagerung, Dichtigkeit und Tragfähigkeit des Bodens, die Dichtigkeit, mittlere Stärke und Einfallsrichtung etwa vorhandener Felsschichten, namentlich in Rücksicht darauf, ob Abrutschungen durch den Wasserdruck begünstigt werden und ob die Beschaffenheit des Bodens, insbesondere unterirdische Gänge und Klüftungen, dem Druckwasser Gelegenheit zu Unterspülungen geben können, ferner die natürlichen Quellen Verhältnisse, die Höhen- und Grundrißlage der zur Entnahme von Baustoffen in Aussicht genommenen Stellen, die Zulässigkeit der Entnahme und schließlich die Eignung der zu verwendenden natürlichen Baustoffe.

7.    Die Art, Beschaffenheit und Zusammensetzung der zu verwendenden Baustoffe mit Rücksicht auf Festigkeit, Dichtigkeit und Formbeständigkeit des Mauer- oder sonstigen Dammwerks, insbesondere die Ermittlung ihrer Einheitsgewichte im lufttrocknen Zustande.

8.    Die im Innern des Bauwerks wirkenden Kräfte bis zur Grundfläche und die sich hieraus ergebenden Flächeneinheitsspannungen der einzelnen Bauteile unter den für sie in Betracht kommenden gefährlichsten Voraussetzungen, wobei der Stau in Rücksicht auf etwa verstopfte Hochwasserüberfälle in der Regel bis zur Bauwerkskrone reichend anzunehmen ist.

9.    Die Art und Weise, wie die Baustoffe geprüft, bearbeitet, auf der Baustelle befördert und verbaut werden sollen.

10.    Die Vorkehrungen zur Dichtung des Bauwerks im Anschluß an das Gebirge zur Verhütung von Durchsickerungen und Auftriebwirkungen, und zwar nicht nur an der Grundfläche des Bauwerks, sondern je nach der Beschaffenheit der oberen Bodenschichten und des Felsens auch in der Beckensohle weiter aufwärts, ferner die Vorkehrungen zur Dichtung des Bauwerks, um Durchsickerungen und Auftriebwirkungen im Innern des Staukörpers zu vermeiden.

11.    Die Vorrichtungen zur Messung von Bewegungen des Bauwerks, sowohl solcher infolge der elastischen Formänderung durch den Wasserdruck oder durch Erwärmung, als auch solcher aus einer etwaigen Verschiebung des gesamten Bauwerks auf seiner Grundlage.

12.    Die Merkzeichen zur Kennzeichnung der Stauziele (B 3) und Vorschläge für die anzu-bringenden Festpunkte.

13.    Die Einwirkungen des Rückstaues auf das am Sammelbecken liegende Gelände und seine Grundwasserführung, die Erhaltung eines geregelten Wasserzuflusses und die Wirkungen der Abflußänderungen für die Unterlieger sowie die etwaigen Einrichtungen zur Schaffung eines Hochwasserschutzraumes und deren Handhabung, ferner die mit den Beteiligten oder den Behörden dieserhalb bereits geflogenen Verhandlungen.

14.    Die Vorkehrungen zur Abführung des während des Baues ankommenden Hochwassers.

15.    Die etwa einzurichtenden telephonischen und telegraphischen Anlagen.

16.    Die besonderen Ausführungsbedingungen.

17.    Die Einrichtungen zur Messung des Wasserinhalts des Beckens und der Zu- und Abflußmengen nach Lage und Bauart.

Bemerkung zu 17. Die Wirkungs- und Betriebsweise dieser Einrichtungen ist besonders zu erläutern; ihre Kosten mit Einschluß der etwaigen Grunderwerbskosten und der Kosten für Eichung der Meßwehre sollen als besondere Posten im Kostenanschlag erscheinen.

Als Unterlage für die Ermittlung des Beckeninhalts ist ein von einem zuverlässigen und sachverständigen Techniker aufgenommener Höhenschichtenplan des Beckens vorzulegen, in dem die unmittelbar gemessenen Höhenpunkte der Lage nach ersichtlich zu

machen sind. Der Verlauf der Schichtlinien soll durch die gemessenen Punkte so genau festgelegt sein, daß bei der Darstellung der Schichtenflächen in der Regel nicht mehr als 3% Abweichungen von der wirklichen Flächengröße zu erwarten sind.

Beim Entwerfen der vorstehend genannten Einrichtungen sind folgende Bestimmungen zu beachten:

a) Messung des Beckeninhalts.

Zur Messung des Wasserstandes im Sammelbecken soll in der Regel ein kräftig gebauter Schreibpegel aufgestellt werden, dessen Angaben sich über alle im regelmäßigen Betriebe des Beckens öfter wiederkehrenden Wasserstände bis zum höchsten in Rechnung gezogenen Hochwasser erstrecken. Für niedrigere Wasserstände genügt ein von 2 zu 2 cm geteilter Lattenpegel, der nach Bedarf durch eine schwimmende Tauchwand gegen störenden Wellenschlag zu schützen ist, und zum Zwecke des Aufeisens zugänglich sein muß.

Der Nullpunkt dieser Pegel ist mit der Sohle des untersten Grundablasses gleich

zulegen.

Bei kleineren Becken (etwa unter 3 Millionen cbm Inhalt) kann auf die Forderung eines Schreibpegels verzichtet werden. Bei großen Anlagen müssen außer dem Pegel an der Talsperre unter Umständen noch Hilfspegel an anderen Stellen des Beckens aufgestellt werden, mittels deren bei höheren Wasserständen die Einwirkung des Windauftriebs auf die Angaben des Hauptpegels ermittelt werden kann.

b) Zuflußmessungen.

Im allgemeinen ist anzustreben, daß die Zuflüsse von Belang an Meßwehren, deren Zahl möglichst zu beschränken ist, zusammengeführt und dort durch Schreibpegel fortlaufend gemessen werden.

Durch geeignete Wahl der Baustelle und zweckmäßige technische Maßnahmen ist nach Möglichkeit dafür zu sorgen, daß kein Wasserabzug durch Undichtigkeiten an der Wehren oder in durchlassenden Schichten des Untergrundes stattfindet, sowie daß Um-strümung der Bauwerke bei großem Hochwasser verhindert wird. Der freie Überfall des Wassers darf unter keinen Umständen durch Rückstau vom Sammelbecken her beeinträchtigt werden.

Kann ausnahmsweise der freie Überfall nicht dauernd sichergestellt werden, so ist ein zweiter Schreibpegel im Unterwasser aufzustellen. Zu möglichster Fernhaltung der Geschiebe von den Meßwehren sind nötigenfalls Sand- oder Kiesfänge anzuordnen. Meßwehre ohne Schreibpegel sind in der Regel nur für untergeordnete und wenig veränderliche Zuflüsse zuzulassen.

Bei Sammelbecken mit größeren Zuflüssen können die zur Messung des Zuflusses dienenden Schreibpegel am rückstaufreien Flußlauf aufgestellt werden, wenn nach Beschaffenheit des Flußbetts keine Veränderung des Querschnitts oder des Gefälls an der Pegelstelle zu befürchten ist.

c) Abflußmessungen.

Erwünscht ist, daß der gesamte Abfluß aus dem Sammelbecken an einem einzigen Meßwehre mit Schreibpegel zusammengeführt wird. Die Bestimmung unter b letzter Absatz findet, da die Messung des Hochwasserabflusses durch Meßwehre nicht überall möglich sein wird, sinngemäß Anwendung. Wo ein Teil des Wassers durch längere geschlossene Rohrleitungen abfließt, wird in der Regel mit besonderen Vorrichtungen gemessen werden müssen.

Das Meßwehr muß so angelegt sein, daß ihm das Wasser stets aus derselben Richtung in gleichmäßiger ruhiger Strömung zufließt. Eine gute Wirkung in dieser Hinsicht zeigen Überfallstufen und Vorbecken, die oberhalb des Meßwehrs angelegt werden.

Die hiernach zu stellenden Anforderungen können auf Antrag im Einzelfall ermäßigt werden, wenn die Prüfung des Entwurfs ergibt, daß keine besonderen Interessen zu wahren sind. Ein Lattenpegel zur Messung des Wasserstandes im Sammelbecken soi in jedem Falle verlangt werden.

C) Genehmigungs-Bedingungen.

Die Pflichten, die dem Unternehmer auferlegt werden müssen, sind schon bei der Genehmigung festzustellen. Die Genehmigungsurkunde bildet die Unterlage für das Einschreiten der Staatsbehörden, aber im allgemeinen auch die Grenze für dessen Zulässigkeit.

Ob die Vorlagen für eine erschöpfende Prüfung ausreichen, ist in jedem einzelnen Falle zu erwägen. Nötigenfalls ist eine Ergänzung über die im Abschnitt B aufgestellten Anforderungen hinaus zu veranlassen.

Ebenso ist zu prüfen, ob die aus nachstehendem zu entnehmenden Auflagen hinreichen, oder weitere Bedingungen durch die Lage des einzelnen Falles geboten sind. Andererseits aber hat der Regierungspräsident dafür zu sorgen, daß bei kleineren, minder gefährlichen Anlagen entsprechende Erleichterungen eintreten.

Im allgemeinen wird bei Erteilung der Genehmigung zum Bau eines Sammelbeckens, insbesondere für die an die Genehmigung zu knüpfenden Bedingungen folgendes zu beachten sein.

L Bauausführung.

1. Allgemeines.

a)    Die Anlage ist nach den genehmigten Entwürfen, den besonderen Bedingungen und nach den Regeln der Baukunst auf das sorgfältigste herzustellen. Änderungen während des Baues müssen vor der Ausführung von der zuständigen Behörde genehmigt werden.

b)    Der Unternehmer ist verpflichtet, einen ständigen Vertreter als Bauleiter auf der Baustelle zu halten, mit dem sich die Baubeamten jederzeit ins Benehmen setzen können.

Der Bauleiter muß bevollmächtigt sein, namens des Unternehmers rechtsverbindliche Erklärungen über die Bauausführung abzugeben.

Die Bauleitung darf nur einem Ingenieur übertragen werden, dessen Sachkunde und Zuverlässigkeit vom Regierungspräsidenten für ausreichend erachtet ist.

c)    Die Ausführung des ganzen Baues oder von Teilen desselben, sowie die Lieferung von Baustoffen darf nur an solche Personen vergeben werden, die ihre Leistungsfähigkeit erwiesen haben, und gegen die der zuständige Baubeamte keinen Einwand erhoben hat.

Die Verdingungs- und Lieferungsbedingungen sind vor der Ausschreibung, und wenn eine solche nicht stattfindet, vor dem Abschluß der Verträge dem Baubeamten zur Genehmigung vorzulegen, soweit sie nicht bereits mit dem Entwürfe genehmigt worden sind. (B 16.)

Sie sind so abzufassen, daß sie den Verpflichtungen des Unternehmers entsprechen und diese auf die Bauunternehmer und Lieferanten ausdehnen.

d)    Behufs Ausübung der staatlichen Aufsicht hat der Unternehmer den mit der Aufsicht betrauten Beamten jederzeit Zutritt zu allen Teilen der Anlage zu gestatten.

Dem Baubeamten, der die örtliche Aufsicht ausübt, ist auf der Baustelle ein geeigneter Unterkunftsraum mit angemessener Ausrüstung, Heizung und Beleuchtung kostenfrei zu überlassen; nach vorheriger Anforderung sind ihm die für vorzunehmende Untersuchungen, Messungen usw. erforderlichen Arbeitskräfte zu stellen. Die nötigen Hilfsmittel, wie Nivellierinstrumente, Meßlatten, Pfähle, Handwerkszeug und Versuchsapparate zur Prüfung der Baustoffe werden von der Aufsichtsbehörde beschafft.

Den Baubeamten ist jederzeit zu gestatten, Einsicht in die Pläne, Werkzeichnungen, Berechnungen usw. zu nehmen. Auf Verlangen sind ihm Abzeichnungen, Abschriften und Auszüge davon für Dienstzwecke kostenlos zur Verfügung zu stellen.

2. Talsperren aus Mauerwerk (Staumauern).

Bei den durch Staumauern abzuschließenden Sammelbecken sind, soweit nicht die Entwürfe schon entsprechende klare Angaben enthalten, folgende besondere Bedingungen zu stellen:

a) Untergrund.

Die Genehmigung zum Bau wird in der Regel versagt werden müssen,

a) wenn zum Gleiten neigende Schichten, z. B. Letten, Ton, Talk, Glimmer usw. in größerer Mächtigkeit in der Baugrube auftreten und die Lagerung der Schichten ein Abgleiten, Abscheren und Ausweichen befürchten läßt;

ß) wenn lösliche Gesteine, z. B. Kalk, Mergel,Gips, Dolomit in der Baugrube und unter ihr auftreten, in denen unter dem Einfluß des unterirdischen Wassers gefahrdrohende Hohlräume entstehen können.

Die Baugrube ist so tief auszuheben, bis ein gesunder, dichter und tragfähiger Untergrund

erreicht wird.

Vor der Aufmauerung hat eine besondere Abnahme der Baugrube durch den Regierungs- und Baurat und den Baubeamten¹) stattzufinden. Von dem Abnahmetermin ist dem zur Begutachtung des Entwurfs zugezogenen Geologen Kenntnis zu geben mit dem Anheimstellen, am Termin teilzunehmen. Treten bei diesem Abnahmetermin Zweifel über die Beschaffenheit des Untergrundes auf, so sind auf Anordnung der Genehmigungsbehörde erneute Schürfungen vorzunehmen und ist ein weiteres Gutachten eines Beamten der Geologischen Landesanstalt zu Berlin einzuholen. (B 6.)

b) Bestandteile des Mauerwerks.

Die gebrochenen Steine müssen durchaus gesund und wetterbeständig sein (B 6) und eine den Beanspruchungen des Mauerwerks entsprechende Festigkeit haben. Ihr Verhalten unter dem Einfluß der Witterung ist u. a. durch mindestens einjährige Lagerung von Probesteinen im Freien klarzustellen, wobei darauf zu sehen ist, daß die Steine vor Eintritt von Frost die Bruchfeuchtigkeit verloren haben. Ungeeignete Lagen der Steinbrüche sind sorgfältig auszuscheiden.

Die Ziegelsteine müssen aus gut durchgearbeitetem, von Kalk, Gips, Mergel, Salpeter und anderen schädlichen Beimengungen freiem Ton geformt und klinkerartig mit scharfen Ecken und Kanten hartgebrannt, aber auch nicht verzogen oder verbrannt sein. Sie sollen sich, ohne zu zerbrechen oder zu spalten, mit dem Hammer bearbeiten und behauen lassen, dürfen keine Risse oder Blasen zeigen und nur geringe Porigkeit und geringes Wasseraufnahmevermögen besitzen, auch sich für Wasserbauten durch ihre Beständigkeit unter Wasser gut eignen. Ihre Druckfestigkeit muß mindestens 250 kg/qcm betragen.

Die als Betonzuschlag verwendeten Baustoffe sollen mindestens die gleiche Festigkeit besitzen wie der erhärtete Mörtel des Betons. Die Betonsteine müssen in ihrer Güte den im Mauerwerk verwendeten Steinen entsprechen. Kies als Betonzuschlag muß gemischtkörnig und frei von pflanzlichen Stoffen oder anderen Verunreinigungen sein. Auch Steinschlag zu Beton soll in der Regel verschiedene Korngröße besitzen, um einen möglichst festen und dichten Beton zu geben. Die größten Stücke müssen durch ein Loch von 7 cm im Durchmesser oder 6 cm im Geviert fallen können. Teile, die in ihren Abmessungen kleiner sind als 0,7 cm, sind zum Sande zu rechnen.

Alle Steine einschließlich Kies müssen vor ihrer Verwendung durch Wasserstrahlen unter hohem Druck und nötigenfalls mit Stahlbürsten und anderen Geräten so sauber gereinigt werden, daß überall die reinen Steinflächen freigelegt sind. Bevor die Steine verbaut werden, müssen sie nötigenfalls durch Einlagerung in Behältern derart gewässert werden, daß keine Wasserentziehung aus dem Mörtel des Mauerwerks stattfinden kann. Auf den Arbeitsstellen dürfen nur ausgesuchte, brauchbare Steine vorhanden sein.

Der Mörtel soll die Eigenschaft besitzen, an der Luft und unter Wasser zu erhärten. Das zu seiner Bereitung verwendete Wasser muß rein und frei von schädlichen Beimengungen sein. Der Sand darf keine schädlichen Beimengungen enthalten und muß möglichst scharfkantige, steinreiche Oberflächen zeigen sowie tunlichst vom Grobkorn bis zum Feinkorn wechseln. Der Zement muß den von der Staatsbauverwaltung erlassenen Normen entsprechen. Der Kalk muß von der besten Beschaffenheit sein. Die beiden letztgenannten Baustoffe sind bis zur Verarbeitung im Trocknen aufzubewahren. Der Traß soll, wenn angängig, in Stücken von bester Beschaffenheit auf die Baustelle angeliefert und dort sehr fein gemahlen werden. Kann diese Bedingung aus besonderen Gründen nicht gestellt werden, so ist vorzuschreiben, daß der Traß nur in feinster Mahlung und vorzüglichster Beschaffenheit von den besten Bezugsquellen bezogen werden darf.

Das Mischungsverhältnis des Mörtels ist so fett zu halten, daß nicht nur eine vollständige Raumfüllung zwischen den einzelnen Sandkörnern und eine gänzliche Umhüllung der letzteren gewährleistet ist, sondern auch eine solche Dichtigkeit herbeigeführt wird, daß eine unter Wasser ausreichend erhärtete, 2—3 cm starke Mörtelprobe unter einem Drucke von 2—3 Atmosphären kein Wasser durchläßt.

Die Zubereitung des Mörtels muß mit Maschinen erfolgen, die ein inniges und gleichmäßiges Gemenge ergeben. Bei Verwendung von Traß empfiehlt es sich, zuerst Kalk und Traß mit-

einander zu mischen. Bei größeren Bauten kann die Anwendung eines Kollerganges vorgeschrieben werden, um ein besseres Eindringen und Einpressen des Kalkes in den Traß und die Bildung von Kalksilikaten zu begünstigen. Es darf nie mehr Mörtel angemacht werden, als vor Beginn des Abbindens frisch verbraucht werden kann.

Das zur Herstellung von Eisenkonstruktionen verwendete Eisen muß in seiner Güte und Bearbeitung den vom Verbände deutscher Architekten- und Ingenieurvereine aufgestellten Normalbedingungen für die Lieferung von Eisenkonstruktionen für Brücken- und Hochbau genügen. Alle Rohre und Schieber sind vor dem Einbau einer Druckprobe zu unterziehen.

c) Herstellung des Mauerwerks.

Um die dichtenden Eigenschaften des Mörtels auszunutzen und diesen und die einzelnen Steine möglichst zu einem einheitlichen Körper abbinden zu lassen, müssen die Steine derart von Mörtel vollständig umhüllt und so in den Mörtel eingebettet sein, daß an keiner Stelle die Mörtelhülle durchbrochen wird oder die Steine sich gegenseitig berühren. Zur Vermeidung von Lufträumen infolge Zusammensackens des Mörtels beim Abbinden oder bei etwaiger sonstiger Wasserentziehung ist ein möglichst steifer Mörtel zu verwenden. Das Mörtelbett ist spitz aufzuhäufen.

Der versetzte Stein muß im Mörtel satt und gut im Gleichgewichte liegen, andernfalls ist er, wenn das Mörtelbett nicht hinreichend war oder der Stein durch den Mörtel hindurchgedrungen ist, in einem neuen Mörtelbette zu versetzen. Nachdem etwaige seitliche Fugenräume voll ausgefüllt sind, was auch durch Einschieben von genügend angefeuchteten Steinschrotten in den vollen Mörtel geschehen kann, ist jede Erschütterung oder Verschiebung des versetzten Steines zu vermeiden.

Die Beförderung von Baustoffen auf frischem Mauerwerk ist nicht zulässig. Vollzieht sie sich nicht auf besonderen Gerüsten, sondern auf hinreichend abgebundenen Teilen der Mauer, so sind zur Verteilung des Druckes genügende Unterlagen zu verwenden.

Damit der Mörtel in der Mauer gut abbindet und sich in seinen Eigenschaften denjenigen der Mörtelproben so viel wie möglich nähert, ist das Mauerwerk zunächst nur mäßig feucht zu halten; sobald das Abbinden des Mörtels beginnt, muß für eine ausgiebige Anfeuchtung gesorgt werden. Auf alle Fälle ist zu vermeiden, daß der im Abbinden begriffene Mörtel, wenn auch nur zeitweise, der Austrocknung ausgesetzt ist. Sonnenschein und Wind müssen daher in den ersten Tagen vom Mauerwerk möglichst abgehalten werden.

Die Zubereitung von Beton hat genau nach den vorgeschriebenen Mischungsverhältnissen, und zwar nachdem die dazu bestimmten Baustoffe in besonderen Gefäßen abgemessen sind, durch Maschinen zu geschehen. Beim Mischen muß ein vollständiges Durcharbeiten stattfinden, bis eine durchaus innige, gleichmäßig feuchte Masse entsteht, so daß sämtliche Steinbrocken von innig vermengtem Mörtel umgeben sind.

Der Beton muß unmittelbar nach der Bereitung verwendet werden und die Einbringung muß vor Beginn des Abbindens beendet sein. Verschalungen sind fest, dicht und unverrückbar aufzustellen. Die Betonmasse darf in die Verwendungsstelle nur schichtenweise und nur in solcher Höhe eingebracht werden, daß eine gute Stampfwirkung möglich ist. Je nach dem kleineren oder größeren Wassergehalt darf die Stärke der gestampften Schicht 15—25 cm nicht überschreiten. Vor dem Einbringen einer neuen Lage muß die untere Schicht von allen losen Steinen und abgebundenem Mörtel mit Stahlbesen gereinigt werden. Dasselbe gilt für das Aufbringen einer neuen Mauerschicht bei gewöhnlichem Mauerwerk. Lose gewordene Steine sind hierbei auszuheben und neu zu versetzen.

so

Von dem Einbau des Betons in Lagen und Stampfen kann abgesehen werden, wenn die Mischung fett ist und die Schüttung in so großer Stärke erfolgt, daß auch ohne Stampfen ein dichter Mauerkörper erzielt wird.

Alle Einrichtungen und Arbeitsvorgänge, durch die das Verschleppen von Schlamm und Schmutz auf eine fertige Mauerschicht herbeigeführt oder begünstigt werden kann, sind unstatthaft.

Ist unvollendetes Mauerwerk, wenn auch nur kurze Zeit, dem Froste ausgesetzt oder der Betrieb längere Zeit unterbrochen gewesen, so ist die Oberfläche des Mauerwerks aufzuspitzen und der gefrorene oder sonst beschädigte Mörtel unter Anwendung eines Wasserstrahls sorgfältig zu entfernen.

Bei Eintritt der Winterfröste sind die Mauer- und Putzarbeiten einzustellen und ist das Mauerwerk durch sorgfältige Abdeckung, oder in den tiefen Lagen durch Überstauung mit Wasser, gegen Frostschäden zu schützen.

Die durch die Sperrmauer hindurchgehenden Rohrstollen sind in sorgfältiger Weise genau nach Maß auszuführen und kräftig zu überwölben. Es empfiehlt sich, die Abmauerung dieser Stollen an der Wasserseite mit Ziegelmauerwerk herzustellen und in Ringen von 1—1,5 m Stärke auszuführen. Die einzelnen Ringe sind nacheinander aufzumauern, jeder Ring ist nach der Wasserseite hin mit einem gut abdichtenden Verputz zu versehen. Auf eine durchaus sorgfältige und dichte Herstellung dieses Ziegelsteinmauerwerks aus nur besten Baustoffen und besonders hartgebrannten, nur wenig wasseraufnahmefabigen Hartbrandsteinen ist Bedacht zu nehmen. Die durch diese Abmauerung hin-durchgehenden Rohre müssen dicht schließend und unverrückbar verlegt werden.

d) Ausfüllung der Baugrube.

Der an der Wasserseite neben dem Mauerwerk freibleibende Schlitz der Baugrube ist bis zur Höhe des gesunden Felsens mit Beton und darüber möglichst mit Letten (Ton) auszufüllen. Auch ist eine wenigstens teilweise Ausfüllung des luftseitigen Schlitzes erwünscht.

3. Talsperren aus Erdschüttung (Staudämme).

Ein aus Erde geschütteter Staudamm wird besonders für kleinere Stauhöhen oder da in Betracht kommen, wo der zum Tragen einer Mauer geeignete Untergrund verhältnismäßig tief liegt, die für einen Dammbau nötige Erde aber in geeigneter Beschaffenheit zu wirtschaftlichem Preise gewonnen werden kann.

Bei der Herstellung dieser Staudämme sind folgende besondere Bedingungen zu stellen:

a) Untergrund.

Der von den oberen Lagen befreite Untergrund muß so dicht sein, daß bei dem der höchstmöglichen Stauhöhe entsprechenden Wasserdruck ein Durchsickern des Wassers unter dem Damme als ausgeschlossen angesehen werden kann.

Die Baugrube ist bis zum gewachsenen dichten Boden, in welchem keine pflanzlichen, zersetzungsfähigen und ausspülbaren Stoffe vorhanden sein dürfen, auszuheben. Die Gründungsfläche ist an den Hängen mit wagerechten treppenförmigen Absätzen zu versehen. Vor dem Aufbau des Dammes sind diese gehörig aufzurauhen, stärker ausgetrocknete Stellen sind wieder in erdfeuchten Zustand zu bringen und etwaige Bisse sind sorgfältig zu schließen.

Bezüglich der Abnahme der Baugrube und der Zuziehung der Geologen gelten die Bestimmungen unter CI. 2a.

b)    Dammerde.

Die zum Aufbau des Dammes zu verwendende Erde muß vollkommen aufgelockert, von möglichst gleichmäßigem, feinem Korn und frei von pflanzlichen und zersetzungsfähigen Beimengungen sein. Am geeignetsten ist im allgemeinen sandig-lehmige Erde, die wegen des Reißens und der Erschwerung der Verarbeitung nicht zu fett, aber auch zur Erzielung genügender Dichtigkeit und guten Zusammenbackens beim Stampfen oder Walzen nicht zu mager sein darf. Ob kleinere, in der Schiitt-erde vorhandene Steine zugelassen werden können, bedarf in jedem Falle besonderer Erwägung.

c)    Herstellung des Dammes.

Die Erde ist in lockerem Zustande in Lagen von 15—20 cm Stärke einzubringen und mit 15—20 kg schweren Stampfen, mit geeigneten Walzen oder in sonst zweckmäßiger Weise dicht und fest zusammenzupressen. Die Erde ist während der Dichtungsarbeiten so feucht zu halten, daß sie nicht an der Stampfe haften bleibt und einen zusammenklebenden Körper ergibt. Beim Schütten vorrollende Steine sind gleichmäßig zu verteilen, jedoch nicht in den Kern zu bringen. Frostklumpen und gefrorene Erde sind seitlich auszusetzen und dürfen vor dem Auftauen nicht verwendet werden. Gestampfte Erdschichten, die vor dem Aufbringen einer neuen Schicht ausgetrocknet oder gar gerissen und verworfen sind, müssen wieder entfernt werden. In Rücksicht auf nachträgliches Setzen der Erde ist die Dammkrone um etwa V20 der Dammhöhe zu überhöhen.

Bei Gewinnung der Dammerde darf die Dichtigkeit der Beckensohle wenigstens in der Nähe des Dammes nicht beeinträchtigt werden.

Die luftseitige Böschung des Erddammes ist je nach der Höhe des Dammes und der Beschaffenheit des Schüttbodens tunlichst flach, an keiner Stelle aber steiler als 1:2 anzulegen und kann dann in der Regel je nach Ermessen durch Pflaster oder Rasen befestigt werden. Die wasserseitige Böschung muß zum Schutze gegen Wellenschlag und gegen Unterschneidung durch Eis und schwimmende Gegenstände eine kräftigere Schutzdecke aus Pflaster, Schüttsteinen oder dergleichen erhalten. Sie darf um so steiler gehalten werden, je standfester und dichter diese Schutzdecke selbst, je dichter die verbaute Dammasse geworden ist und je zuverlässiger etwa eingebaute besondere Dichtungsmittel wirken.

Derartige besondere Dichtungsmittel müssen stets bis in die undurchlässigen Gründungsschichten hinabgeführt werden. Sie bestehen entweder aus einem in der Mitte des Dammquerschnittes angebrachten Kerne aus Ton, Stampfbeton oder Mauerwerk, oder aus einer, auf die wasserseitige Böschung gelegten Dichtungsschicht, die in der Regel aus Ton, mit Kalkmilch getränkter Erde oder dergleichen herzustellen ist und gegen Austrocknen bei niedrigen Wasserständen mit einer Schutzdecke versehen werden muß.

Die in Mauerwerk auszuführenden Grundablaßstollen und Hochwasserüberfälle sind sicher zu gründen und nach Vollendung in den Baugrubenschlitzen sorgfältig mit bester Dammerde bis zur Höhe der übrigen Griindungsfläche auszustampfen.

Die Hochwasserüberfälle sind in Rücksicht auf die unmittelbare Gefahr eines Bruches, der überflutete Erddämme ausgesetzt werden, stets nach der größten zu erwartenden sekundlichen Hochwassermenge in der Länge und Höhe des Überfalls reichlich zu bemessen. Läßt sich die Hochwassermenge nicht sicher genug angeben, so ist die Vorsicht zu steigern und gegebenenfalls die Dammkrone und die luftseitige Böschung ebenfalls mit Steinpackung und Pflasterung zu versehen. Das Mauerwerk der Überfälle ist nach den unter 2. gegebenen Gesichtspunkten auszuführen. Besondere Aufmerksamkeit ist auf den dichten Anschluß der Erde an das Mauerwerk zu richten, der stets derart erfolgen muß, daß die Erde durch den Wasserdruck gegen das Mauerwerk gedrückt wird.

Bezüglich der Eisenkonstruktionen vgl. CI. 2b.

II. Betriebserüffnung.

1.    Mit dem Aufstauen des Wassers darf im allgemeinen erst begonnen werden, wenn die Anlage in allen ihren Teilen fertiggestellt und die abschließende Untersuchung ausgeführt ist. (E. 1.) Doch kann in besonderen Fällen eine teilweise Füllung des Sammelbeckens während der Bauausführung von der Aufsichtsbehörde genehmigt werden, wenn für die unschädliche Abführung des Hochwassers Sorge getragen ist.

Zur vollständigen Fertigstellung gehört auch die Anbringung der Merkzeichen etwaiger Einrichtungen, die zur Kontrolle des Betriebs seitens der Verwaltung und zur dauernden Beobachtung und Messung von Bewegungen des Bauwerks dienen und der im Entwürfe oder in den Genehmigungsbedingungen vorgesehenen telephonischen nnd telegraphischen Verbindungen.

2.    Sobald das Becken auf ³/₄ der zulässigen Stauhöhe gefüllt ist, muß der Unternehmer dem Baubeamten hiervon schriftlich Anzeige machen. Das Wasser darf erst dann höher gestaut werden, ■wenn der Regierungspräsident es gestattet oder seit der Anzeige an den Baubeamten vier Wochen verstrichen sind.

Bei solchen Anlagen, deren Entlastungsvorrichtungen nicht genügen, um den Wasserstand in ³/4 der zulässigen Stauhöhe unter allen Umständen halten zu können, müssen vor Beginn des Aufstauens vier Monate seit Fertigstellung des in Höhe des Normalstaus liegenden Mauerwerks verstrichen sein.

III. Betrieb.

1.    Das Wasser darf nicht über das Stanziel angespannt werden.

2.    Der Betriebsplan für das Sammelbecken muß von der Aufsichtsbehörde festgestellt und in der Anwendung durch den zuständigen Baubeamten fortlaufend kontrolliert werden.

Bei Festsetzung dieses Betriebsplanes sind in jedem einzelnen Falle die Interessen des Unternehmers und der Unterlieger gleichmäßig abzuwägen.

Der vorgesehene Hochwasserschutzraum ist bei Aufstellung des Betriebsplanes zu berück

sichtigen.

3. Wird Hochwasser von oberhalb gemeldet, oder steht dies sonst zu erwarten, so ist soweit als möglich durch Ablassen von Wasser für einen Hochwasserschutzraum zu sorgen.

IV. Unterhaltung.

1.    Der Unternehmer ist verpflichtet, die Anlage dauernd in allen ihren Teilen sorgfältig zu unterhalten. Insbesondere sind auch etwaige telephonische und telegraphische Verbindungen stets betriebsfähig zu erhalten.

Alle Schäden, die sich zeigen, sind sobald als möglich zu beseitigen.

2.    Treten größere Schäden auf, so ist der Baubeamte sofort zu benachrichtigen, auch wenn noch keine Gefahr vorliegt.

3.    Bei außergewöhnlichen Ereignissen, die eine unmittelbare Gefahr in sich schließen, sind der Unternehmer und sein Vertreter, sowie der Stauwärter (VI, 1) verpflichtet, die nach Lage der Sache zur Abwendung der Gefahr geeigneten Mittel unverzüglich zu ergreifen, namentlich das Wasser mit Vorsicht abzulassen.

zu

Gleichzeitig sind der Baubeamte und der Regierungspräsident auf dem kürzesten Wege benachrichtigen; ebenso sind die unterhalb gelegenen Ortschaften und einzelnen Anwohner von der vorliegenden Gefahr in Kenntnis zu setzen.

4.    Die zur Beseitigung größerer Schäden (2 und 3) unverzüglich aufzustellenden Entwürfe sind dem Baubeamten vorzulegen zur Prüfung der Frage, ob damit eine wesentliche Änderung der Anlage bezweckt ist, die ein Genehmigungsverfahren bedingt.

5.    Der Boden des Staubeckens ist von Zeit zu Zeit bei niedrigem Wasserstande von faulenden, verwesenden und sonstigen schädlichen Stoffen soweit zu reinigen, daß Gefahren für die Umgebung vermieden werden.

V. Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung.

1.    Der Unternehmer hat den Beamten, welche die staatliche Aufsicht darüber auszuüben haben, daß bei der Aufnahme des Betriebes und dem Betriebe selbst, sowie hinsichtlich der Unterhaltung, Beobachtung und Bewachung der Anlage die Genehmigungsbedingungen innegehalten werden, die Erfüllung ihrer Obliegenheiten zu ermöglichen und nach jeder Richtung hin zu erleichtern.

2.    Der Unternehmer hat Buch zu führen über den Wasserabfluß, über die jeweilige Stauhöhe, die Bewegung des Bauwerks, etwaige Durchsickerungen und sonstige Schäden, Meldungen von außergewöhnlichen Ereignissen und über das Wundhalten der Eisdecke an dem Bauwerke.

VI. Stauwärter.

1. Die Bedienung, Bewachung und Beobachtung der Anlage muß von einem Stauwärter ausgeübt werden, der vom Unternehmer durch schriftlichen Vertrag auf Kündigung angestellt ist.

Als Stauwärter darf nur eine Persönlichkeit angenommen werden, die vom Regierungs-Präsidenten nach Prüfung ihrer Zuverlässigkeit und Befähigung zugelassen ist; die Zulassung ist widerruflich.

2.    Der Stauwärter ist mit einer vom Regierungs-Präsidenten genehmigten Dienstanweisung zu versehen¹). Darin können ihm außer Aufgaben im Interesse des Unternehmers auch solche im öffentlichen Interesse, wie polizeiliche Befugnisse und Pflichten zum Schutze der Anlage gegen Dritte, Witterungs- und Niederschlagsbeobachtungen und dergl. übertragen werden.

Bei großen Anlagen sind Gehilfen des Stauwärters vorzusehen, die, wenn sie ihn vertreten sollen, ebenfalls geprüft sein müssen. Polizeiliche Befugnisse kann nur derjenige Stauwürter und Vertreter ausiiben, der als Organ der Polizeibehörde vereidet ist.

3.    Die nötigen Geräte für den Stauwärter und für Hilfsmannschaften, namentlich zur Freihaltung der Überfälle von Eis- und sonstigen Verstopfungen, müssen stets zur Hand sein.

VII. Einstellung des Betriebes.

1.    Wird die Anlage dauernd außer Betrieb gesetzt, so hat der Unternehmer dies dem Regierungs-Präsidenten anzuzeigen; das Wasser ist in dem Becken so niedrig zu halten, als es mit Rücksicht auf die Grundablässe geschehen kann.

2.    Die Verpflichtungen des Unternehmers, die auf den Bedingungen zu IV—VI beruhen, hören mit der Einstellung des Betriebes nicht auf.

VIII. Ergänzung der Bedingungen.

Die genehmigende Behörde behält sich vor, die Bedingungen, unter denen die Genehmigung erteilt ist, abzuändern und zu ergänzen, falls sich die Notwendigkeit dazu herausstellt.

Dieser Fall kann beispielsweise eintreten, wenn der Untergrund oder die Baustoffe ungünstiger geartet sind, als im Entwurf angenommen war. (C I. 2a.)

Es soll nur einen all-

Ein Muster derartiger Dienstanweisungen für Stauwärter ist beigefügt, gemeinen Anhalt bieten. Bei Genehmigung einer Dienstanweisung im einzelnen Falle sind die jeweiligen besonderen Umstände zu berücksichtigen.

D) Handhabung der Banaufsicht.

1. Unbeschadet der allgemeinen gesetzlichen Befugnisse der Staatsaufsichtsbehürden hat der Regierungspräsident polizeilich Fürsorge zu treffen, daß das Sammelbecken der Genehmigung entsprechend ausgeführt wird. Liegt die Leitung des Baues in der Hand eines Staatsbauheamten des Ingenieurbaufaches, so ist dieser in der Regel zugleich zum Organ des Regierungspräsidenten hinsichtlich der staatlichen Aufsicht zu bestellen. Trifft dies nicht zu, so wird dem Regierungspräsidenten zur Führung der ständigen Aufsicht an Ort und Stelle ein besonderer Baubeamter beigegeben.

Zur technischen Aufsicht gehört die fortdauernde Beobachtung der Arbeiten am Bauwerk und auf den Werk- und Lagerplätzen. Außerdem sind nach Bedürfnis eingehende Prüfungen, Untersuchungen, Berechnungen, Vermessungen usw. vorzunehmen.

Der Baubeamte hat den Gang der Bauarbeiten in einem besonderen Aktenstück mit fortlaufenden kurzen Niederschriften zu begleiten, die dem Regierungs- und Baurat bei dessen Anwesenheit an Ort und Stelle vorzulegen sind.

In diesen Niederschriften sind die Beschaffenheit der Fundamentgruben, die Fortschritte der Bauarbeiten, die Ausführungsweise, die Prüfung und Behandlung der Baustoffe vor und bei ihrer Verwendung zu beschreiben, die Ergebnisse nachträglicher statischer Berechnung von Einzelbauteilen usw. mitzuteilen und alle beachtenswerten Bauwerksteile durch Skizzen oder Zeichnungen zu erläutern.

Eingehender sind diejenigen baulichen Ausführungen zu erörtern, deren spätere Besichtigung gar nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten zu ermöglichen ist. Auch bemerkenswerte Beobachtungen allgemeiner Art sind anzuführen.

Dem Unternehmer oder dessen Stellvertreter kann auf Ansuchen gestattet werden, in diese Niederschrift Einsicht zu nehmen. Beantragen sie hierbei eine Änderung der Niederschrift, mit welcher der Baubeamte nicht einverstanden ist, so können sie ihren Antrag bei diesem schriftlich wiederholen; der Beamte ist alsdann gehalten, diesen Antrag ungesäumt dem Regierungspräsidenten zur endgültigen Entscheidung vorzulegen. Die Akten über die Ausübung der Aufsicht sind von dem Baubeamten zu sammeln und in geordnetem Zustande aufzubewahren.

3. Dem Regierungspräsidenten sind in regelmäßigen Zwischenräumen kurze Berichte über den Baufortschritt und alle dabei auftretenden wichtigen Vorgänge vorzulegen.

Abschriften dieser Berichte sind dem Unternehmer oder dessen Stellvertreter gleichzeitig

zuzustellen.

4.    Die Pflichten des Unternehmers hinsichtlich der Unterstützung der Bauaufsicht ergeben sich aus der jeweiligen Genehmigungsurkunde.

5.    Der Baubeamte hat das Recht, Baustoffe, einzelne fertiggestellte Bauteile und bautechnische Maßnahmen zu beanstanden und ihre Verwendung bzw. Weiterführung zu untersagen. Fühlt der Unternehmer sich hierdurch beschwert, so kann er die Entscheidung des Regierungspräsidenten herbeiführen.

6. Von der bevorstehenden Vollendung des Bauwerks hat der Baubeamte dem Regierungspräsidenten Anzeige zu machen.

¹

Von den Schürfversuchen kann abgesehen werden, wenn sie hei vollständig klarer Sachlage von dem zngezogenen Geologen für nicht notwendig erachtet werden.

E) Abschließende Untersuchung vor der BetriebserÖffnung. (Abnahme.)

1.    Sobald das Bauwerk fertiggestellt ist, hat der Regierungspräsident eine abschließende Untersuchung der Anlage, in der Regel bei vollständig geleertem Becken, durch den Regierungs- und Baurat zu veranlassen.

2.    Sobald der Unternehmer anzeigt, daß das Becken auf ³A der zulässigen Stauhöhe gefüllt ist, oder dies sonst bekannt wird, hat der Regierungs- und Baurat, in wichtigen Fällen unter Zuziehung des mit der örtlichen Bauaufsicht betraut gewesenen Beamten, von neuem eine eingehende Untersuchung der Anlage vorzunehmen. Dabei sind besonders die Bewegungen des Bauwerks und seine Dichtigkeit zu beobachten, sowie die Fundamente und anschließenden Talhänge auf Durchlässigkeit und die Möglichkeit einer Unterspülung zu untersuchen.

F) Handhabung der Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung.

1. Der von dem Unternehmer bestellte vereidete Stauwärter ist bei Handhabung der Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung und bei Ausführung polizeilicher Anordnungen nach Maßgabe seiner Dienstanweisung heranzuziehen.

2.    Wenigstens einmal im Jahre, und zwar tunlichst abwechselnd bei hohem und niedrigem Stau und bei verschiedenen Temperaturen ist von dem Baubeamten die Anlage einer Besichtigung zu unterziehen. In den ersten fünf Jahren sind diese Besichtigungen nach Bedarf häufiger und in eingehenderer Weise auszuführen (E 2). Bei diesen Prüfungen ist auch die Tätigkeit des Stauwärters zu kontrollieren und etwaiges Beobachtungsmaterial, soweit es nicht in regelmäßigen Terminen eingereicht wird, entgegenzunehmen und zu prüfen.

Ferner ist festzustellen, ob etwaige bei der abschließenden Untersuchung oder bei früheren Besichtigungen hervorgetretene geringere Mängel sich vergrößert haben, ob nunmehr äußerlich erkennbare Beschädigungen des Bauwerks, Änderungen seiner Höhenlage, augenscheinliche Formänderungen einzelner Bauteile, Undichtigkeiten, Lockerungen von Anschlüssen und dergl. hinzugekommen sind, ob die Schutzmittel gegen Verwitterung und Rost in gutem Zustande sind, ob die Sicherheitsvorkehrungen und Entlastungsvorrichtungen in der Zwischenzeit zuverlässig gewirkt haben, ob die Handhabung des Betriebs öffentliche Interessen schädigt usw.

3.    Das Augenmerk ist auch auf wichtige Veränderungen im Niederschlagsgebiete zu richten, namentlich auf solche, durch welche die abzuführende Hochwassermenge gesteigert werden könnte.

4.    Vom fünften Jahre ab sind eingehendere Untersuchungen in größeren, für jede Talsperre besonders festzusetzenden Zwischenräumen vorzunehmen.

Bei dieser Gelegenheit sind alle einzelnen Bauteile und alle ihre Verbindungen, wobei auch innere Teile besichtigt werden müssen, genau zu prüfen und ihr Zustand mit dem bei der letzten eingehenden Prüfung festgestellten zu vergleichen.

Zweckmäßig wird der eine Teil dieser Untersuchung in der Zeit des niedrigsten Wasserstandes vorgenommen, damit auch an der Wasserseite des Bauwerks eine eingehende Prüfung stattfinden kann. Dabei ist besonders darauf zu achten, ob die Dichtungseinrichtungen in gutem Zustande geblieben sind, ob sich sogenannte Frostrisse gebildet haben oder ob wagerechte Risse entstanden sind, welche die Entwicklung gefährlicher Auftriebwirkungen begünstigen könnten.

5.    Der Baubeamte hat sein Augenmerk auf die Reinhaltung des Wassers in dem Becken und im Niederschlagsgebiet zu richten und von Zeit zu Zeit, namentlich in den ersten Jahren eine chemische Untersuchung mit Feststellung der Mengen der im Wasser vor und hinter der Sperre gelösten Stoffe zu veranlassen.

G) Sammelbeckenblich.

1. Für jedes Sammelbecken ist ein Sammelbeckenbuch in zwei Ausfertigungen anzulegen, von denen eine beim Regierungspräsidenten, die andere beim aufsichtfiihrenden Bąubeamten aufzubewahren ist.

2.    Dem Buche sind vorzuheften oder als Anlage beizufügen:

eine Abschrift der Genehmigungsurkunde, eine Übersichtsskizze der geographischen Lage, die zweckmäßig in ein Meßtischblatt eingetragen wird, sowie ein Lageplan des Beckens im Maßstabe: 1: 2000 bis höchstens 1: 5000,

der Ausführung entsprechende Grundriß-, Ansicht- und Querschnittzeichnungen des Bauwerks mit genauer Darstellung der Gründung, der Grundablässe, Rohrleitungsanschlüsse, Hochwasserüberfälle und sonstigen Entlastungsvorrichtungen, auch mit Angabe der wesentlichen Maße, der Höhenlage des Stauzieles, des Beckeninbalts, des Niederschlagsgebiets, des Wasserzuflusses, der Stauweite usw., die statische Berechnung des Bauwerks in gedrängter Form oder deren Ergebnisse sowie die Niederschriften des Baubeamten während der Bauzeit,    •

Angaben über den Zweck der Anlage und den Wasserwirtschaftsplan, die Dienstanweisung des Stauwärters.

Zu sämtlichen Zeichnungen ist Pausleinwand oder dauerhaftes, auf Leinwand aufgezogenes Zeichenpapier zu verwenden.

3.    In das Sammelbeckenbuch sind fortlaufend einzutragen:

die Ergebnisse der Abnahme (E) und der Tag der Betriebseröffnung, Zeit und bemerkenswerte Ergebnisse der gewöhnlichen Besichtigungen und kurze Angabe etwaiger sonstiger wichtiger Berichte über den Zustand des Bauwerks,

Zeit und Ergebnisse der eingehenden Untersuchungen.

einfache Skizzen der von Zeit zu Zeit an dem Bauwerke gemessenen Bewegungen, jährlich zu ergänzende Angaben über die Ergebnisse der Messungen des Zu- und Abflusses.

4.    Ein besonderer Abschnitt des Buches ist für Vermerke über die Rechtsverhältnisse der Anlage, deren Änderungen und für sonstige Nachrichten von Belang einzurichten.

5.    Die Vorbereitungen zur Herstellung des Buches liegen dem Baubeamten ob.

6.    Das Buch ist nach der abschließenden Untersuchung und sodann in Abständen von fünf zu fünf Jahren den zuständigen Ministern vorzulegen.

Berlin, den 24. Mai 1907.

Der

Minister des Innern.

In Vertretung: von Bischoffshausen.

Der Minister für Handel und Gewerbe.

In Vertretung: Richter.

Der Minister der öffentlichen Arbeiten.

In Vertretung: Holle.

Der Minister für Landwirtschaft, Domänen und Forsten.

Im Aufträge:

Wesener.

Muster zu einer Dienstanweisung für Stauwärter bei Sammelbecken.

1. Der Stauwärter ist, soweit es sich um die Sicherheit der Anlage und ihres Betriebs handelt, dem aufsichtführenden Baubeamten unterstellt und hat seinen Anweisungen Folge zu leisten.

Die Obliegenheiten des Stauwärters bestehen in:

Beaufsichtigung der Anlage,

Beobachtungen,

Handhabung des Betriebs,

Schutz der Anlage.

Beaufsichtigung der Anlagen.

2. Der Stauwärter hat sich täglich — wenn er nicht nahe bei der Sperre wohnt, an bestimmten Wochentagen — davon zu überzeugen, daß die baulichen Anlagen sich in ordnungsmäßigem Zustande befinden.

3. Mindestens¹)

mal im Monate hat der Wärter das ganze Becken zu umgehen, etwaige Unregelmäßigkeiten festzustellen und darauf zu achten, ob das Wasser im Becken verunreinigt wird und ob an den Wandungen sich faulende, verwesende oder sonstige schädliche Stoffe befinden.

4.    Sobald er Beschädigungen, namentlich Durchsickerungen und sonstige Unregelmäßigkeiten entdeckt, deren Beseitigung er nicht selbst bewirken kann, oder wenn sich außergewöhnliche Vorkommnisse ereignen, hat er sofort dem Unternehmer — einer bestimmt zu bezeichnenden Stelle — und dem Baubeamten Mitteilung zu machen.

5.    Ist unmittelbare Gefahr vorhanden, so muß er auf dem kürzesten Wege auch den Regierungspräsidenten, die unterliegenden Ortschaften und einzelne Anwohner benachrichtigen, indem er gleichzeitig die nach seinem pflichtmäßigen Ermessen zur Abminderung der Gefahr geeigneten Maßnahmen ergreift.

Während der Dauer der Gefahr darf er ohne höhere Erlaubnis unter keinen Umständen seinen Posten verlassen.

Beobachtungen.

6. Der Pegelstand im Becken (und an etwaigen anderen Meßstellen) ist

13

8.    Ferner sind die Wärme der Luft und des Wassers im Becken sowie die Regenhöhe und möglichst auch die Verdunstung nach der besonders erteilten Anweisung zu messen und die Ergebnisse nebst Angaben über sonstige bemerkenswerte Witterungsverhältnisse in das Beobachtungsheft einzutragen.

mal im Jahre, tunlichst wechselnd bei hohem und niedrigem Wasserstand

9.    Mindestens²)

und bei Hitze und Kälte, hat der Wärter mit den Meßvorrichtungen die Bewegungen des Bauwerks festzustellen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind nebst Angaben über den Wasserstand, die Wärme, die Tageszeit und die Beleuchtung (Wetter) im Beobachtungshefte zu vermerken.

10.    Das Beobachtungsheft wird am Ersten jedes Monats abgeschlossen, unterschrieben und dem Unternehmer übersandt, der es bis zum Vierten des Monats an den Baubeamten weitergibt.

11.    Außer dem Beobachtungshefte führt der Wärter ein Tagebuch. In dieses sind die ihm erteilten Anweisungen, alle besonderen Bemerkungen, die Ergebnisse der Besichtigungen des Beckens, die an den Baubeamten und andere Stellen erstatteten Meldungen usw. nach der Zeitfolge kurz einzutragen. Dieses Tagebuch ist dem Baubeamten bei jeder Anwesenheit vorzulegen.

Handhabung des Betriebes.

(Richtet sich nach den Umständen des Einzelfalles.)

Schutz der Anlage.

12.    Der Wärter hat die Anlage gegen Beschädigungen und Verunreinigungen durch das Publikum zu schützen. Bei Ausübung dieser Tätigkeit ist er Organ der Polizeibehörde und hat die Rechte und Pflichten eines solchen.

Er hat im Dienste das ihm verliehene Abzeichen zu tragen.

Stellvertretung.

13.    Der Wärter hat seinen Stellvertreter — als welcher auch ein erwachsenes männliches oder weibliches Mitglied der Familie verpflichtet werden kann — mit allen seinen Dienstobliegenheiten, insbesondere der Bedienung der Schleußen und der Beobachtung des Pegelstandes sowie der Schützenstellung, vertraut zu machen.

14.    Wenn er erkrankt oder sonst verhindert ist, seinen Dienst zu versehen, so hat er den Betriebsunternehmer und den Baubeamten sofort zu benachrichtigen und dafür zu sorgen, daß die in Nr. 13 bezeichnete Person vorläufig seinen Dienst versieht.

II. Die Bauweise der Talsperren im allgemeinen.

§ 17. Del* Grundriß. Die Sperrmauern werden im Grundriß gerade (Abb. 61 bis 63) oder nach der Bogenform gebaut. (Abb. 72 u. Tafel I, Abb. 2.) Welche dieser beiden Formen die zweckmäßigste ist, darüber gehen die Ansichten der Ingenieure auseinander. Und wenn man die Ausführungen in den verschiedenen Ländern und Erdteilen in Betracht zieht, erkennt man, daß beide Bauarten vielfach nebeneinander Vorkommen.

Schon die alten spanischen Mauern sind nach der Bogenform gebaut. Es scheint, daß man die Gewölbewirkung verwerten wollte, ohne daß man jedoch ihre Theorie näher kannte und begründete. In England, Frankreich und Amerika und im sonstigen Ausland neigt man mehr der geraden Linie zu, sofern nicht — und hierfür ist besonders unter den amerikanischen Ingenieuren große Meinung vorhanden — die Bogenwirkung voll ausgenutzt werden soll³). Man ist dort der Ansicht, daß der Bogen nicht solche Vorteile bietet, um den Mehraufwand infolge der größeren Mauermassen zu recht-fertigen. Es sei bemerkt, daß die deutschen Talsperren fast ausschließlich bogenförmig gebaut werden, obwohl sie als Stützmauern konstruiert sind. Die Gründe hierfür sind folgende. Die Bogenform wird gewählt, um den Bewegungen der Mauern, die unter dem Einfluß der Wärme, besonders der Sonnenbestrahlung und des Wasserdruckes stattfinden, Spielraum zu gewähren. Sie gibt den Ausdehnungen Baum, die bei Temperaturen ein-treten, die höher liegen als die mittlere Wärme während der Bauausführung. Bei Abkühlung unter diesem mittleren Maß vermag allerdings auch der Bogen Rissebilduug infolge Zusammenziehung des Materials nicht zu verhindern. Immerhin wirkt hier der Wasserdruck, wenn das Becken gefüllt ist, wie meist im Winter, auf das Schließen der Bisse. Schon Bankine hat daraufhingewiesen, daß bei graden Mauern in den Mauerteilen an der Luftseite Zugspannungen entstehen müssen, indem sich die Mauer bei gefülltem Becken unter dem Druck des Wassers durchbiegt, also verlängert⁴). Bei der Staumauer von Bouzey, die im Grundriß grade war, sollen derartige Durchbiegungen bis 28 cm beobachtet worden sein. Fecht führt diesen Grund dafür an, daß für die Alfeldstaumauer die Bogenform gewählt wurde und hebt hervor⁵), daß gegenüber den ungleichen Durchbiegungen, die bei vollem Weiher entstehen, infolge der Höhenunterschiede der Sperrmauern in der Talmitte und an den Berghängen die Bogenform besser ausgleichend auf die inneren Spannungen und die Vermeidung von Schubbeanspruchungen wirkt. Diese Gründe sowie die erhöhte Sicherheit und Reserve der Gewölbewirkung, die in Tätigkeit treten würde, falls aus irgendwelchen Gründen die Standsicherheit der Mauer als stützender Körper in Frage gestellt sein sollte, sind es, die für uns den Ausschlag für die Bogenform geben. Die dadurch entstehenden Mehrkosten gelten durch die erzielten Vorteile als reichlich aufgewogen. Wenn die Bogenwirkung gekrümmter Talsperren bei den meist vorhandenen großen Halbmessern ihrer Größe nach zurücktritt und somit in den Berechnungen vernachlässigt wird, so sind sich doch andererseits alle Ingenieure über ihr Vorhandensein klar. Hach alledem scheint es voll berechtigt, wenn heute unsere Talsperren allgemein nach der Bogenform ausgeführt werden. Übliche Halbmesser sind etwa 100—300 m bzw. die Länge der Mauer.

Die Möhnetalsperre ist im Grundriß nach einer Parabel gekrümmt. Der Krümmungshalbmesser der Parabel ist in runder Zahl in der Mauermitte etwa 600m⁶). In Anbetracht dieser schwachen Krümmung wird allerdings — zumal bei der verhältnismäßig kleinen Höhe der Mauer (40 m) — die Bogenwirkung nicht in nennenswertem Maße zur Geltung kommen.

§ 18. Die Baustoffe der Talsperren. Die Talsperren werden ausgeführt in : Mau er werk (meist Bruchsteinmauerwerk, bisweilen Quadermauerwerk; vereinzelt ist der Ziegelstein zur Anwendung gelangt),

Beton,

Eisenbeton,

Eisen und

Erdschüttung

gemischter Bauart, wobei die vorgenannten Baustoffe zu gemeinsamer Konstruktion

vereinigt sind.

Unter den Baustoffen der gemauerten Sperren überwiegt bei weitem das Bruchsteinmauerwerk, das als sog. Cyklopenmauerwerk aus unregelmäßigen Steinen, wie sie sich durch Sprengen oder Abarbeiten mit der Hacke im Steinbruch ergeben, hergestellt wird, wobei bisweilen die Außenflächen durch ein wenig glatt bearbeitetes

the design and construction of masonry dams. The Engineer 1872.

Material verblendet, meist aber aus Steinen in ihrer vollen Ursprünglichkeit aufgemauert werden. Als Mörtel kommen hydraulische Mörtel zur Verwendung, d. h. solche Bindemittel, die unter der Einwirkung des Wassers erhärten. Der innige Verband der unregelmäßig ineinandergreifenden, durch denKittstotf zusammengehaltenen Bruchsteine macht die Sperre zu einem einheitlichen Mauerkörper, der als solcher in seiner Standfestigkeit auch gegenüber den angreifenden äußeren Kräften nach allen Richtungen geschlossen wirkt.

Als Steinmaterial hat in den gemauerten Talsperren Verwendung gefunden: Tonschiefer, Grauwacke, Gneis, Granit, Flinz, Grünsteine u. a. m., bei amerikanischen Bauten auch Kalkstein und Sandstein. Die rheinisch-westfälischen Sperrmauern sind fast durchgängig aus dem sog. Lenneschiefer errichtet, die schlesischen Sperren aus Gneis und granitartigem Gestein. Amerikanische Mauern sind mehrfach mit Werksteinen verkleidet, während im Inneren Bruchsteinmauerwerk oder Beton verwendet ist.

Als Sand ist, wo irgend erreichbar, reiner Flußsand verwendet worden, sei es, daß er aus dem Strom unmittelbar oder aus Gruben im Grundwasserbett der Flußtäler gebaggert wurde, wie dies bei den meisten deutschen Anlagen dieser Art geschah. Sicherlich ist ein reiner Flußsand am meisten zu empfehlen. Wo aber seine Herbeischaffung Schwierigkeiten und hohe Kosten verursachte, hat man sich in anderer Weise geholfen. Der Sand für die Talsperre von Marklissa wurde aus einer Grube in der Nähe der Baustelle gewonnen und nach gründlicher Wäsche zur Mörtelmischung verarbeitet. Das gleiche Verfahren findet man auch bei anderen schlesischen Mauern, in Böhmen, sowie in den Vogesen angewandt. Hier hat man aber auch z. B. bei dem Alfeldweiher Sand gebraucht, der durch maschinelle Zerkleinerung der natürlichen, auf der Baustelle gewonnenen Steine entstand. Ein in gleicher Weise erzeugter Sand ist in der Betonmauer von Buchwald enthalten. Bei der Urfttalsperre wurde ein feiner Sand gebraucht, der bei der Erzgewinnung in den Mechernichen Bleibergwerken (Rheinland) als Nebenerzeugnis abfällt.

Als Mörtel wird im Westen Deutschlands der Traß-Kalkmörtel verwandt. Die älteren Vogesenmauern (Alfeldweiher, Altenweiher usw.) enthalten Zement-Kalk-Mörtel, bei den neueren Anlagen ist man jedoch auch hier zum Traßmörtel übergegangen. Im Osten Deutschlands ist wegen der hohen Förderkosten der Tr aß nicht mehr wettbewerbfähig mit dem Zement. Es ist deshalb bei den Talsperren von Marklissa und Mauer ein Mörtel gebraucht, der zum größten Teil Zement als Bindestoff enthält, aber doch einen Zusatz von Traß erhalten hat, um die vorteilhaften Eigenschaften dieses Stoffes für das Mauerwerk mit zu verwerten. Das Ausland, insbesondere Amerika, verwendet fast ausschließlich reinen Zementmörtel. Nachstehend sind einige der bei uns üblichen Mörtelmischungen mitgeteilt, ausführlicher soll auf diesen Gegenstand bei der Besprechung der Bauausführung der Talsperren eingegangen werden:

Traßmörtel in der Zusammensetzung bei den rheinisch-westfälischen Sperren und der Nordhauser Talsperre: 1 Rt. Fettkalk -f- iy₂ Rt. Traßmehl + l³/₄ Rt. Flußsand (gewaschen) Wassergehalt (15—17 v. H.x).

Die Zusammensetzung des Zementtraßmörtels der Talsperre von Marklissa ist: 125 1 Zement + 100 1 Traß + 66 1 Kalkbrei + 510 1 Sand.

Zementkalkmörtel des Alfeldweihers (Vogesen): 1 Gewichtsteil Zement 4-2 Gewichtsteile Wasserkalk + 10 Gewichtsteile Flußsand. Bei den später erbauten Vogesen-Talsperren ist Traßmörtel (Lauchenseeweiher 1 Rt. Kalk, 1 Rt. Traß, 2*/₂ Rte. Sand) verwandt worden.

Zentralbl. d. Bauverwalt. 1903 S. 90 u. 849, 1909 S. 16, 1912 S. 264. Mit-

l) Über Traßmörtel s. u. a.

teilungen aus den Kgl. Techn. Versuchsanstalten zu Berlin 1900 Heit 4, 1901 Heit 2.

Ziegelmauerwerk kommt wegen des hohen Preises und des geringen Gewichtes kaum in Betracht.

Buchwald hergestellt (1905). Gegen die Verwendung von

von

Beton ist bei deutschen Talsperren bisher wenig verwandt worden. Die erste deutsche Talsperre dieser Art, bei welcher der Beton teilweise als Baustoff mitwirkt, ist die kleine Talsperre von 13 m Höhe bei dem Solinger Wasser- und Elektrizitätswerk, die als Erddamm mit Betonkern ausgebildet ist (1900/01) (s. § 34). Ganz in Beton ist die Talsperre

man gegen

Beton sprechen bei uns die hohen Herstellungskosten und Bedenken, die seine Witterungsbeständigkeit hat, sowie die Gefahr der Rissebildung in freistehenden dünnen Mauern. Man fürchtet, der größere Mörtelgehalt als im Bruchsteinmauerwerk könnte hierzu Veranlassung geben. Es trifft zu, daß im Bruchsteinmauerwerk der Mörtelgehalt etwa 33—40 v. H. beträgt, im Beton hingegen etwa 45 bis 50 v. H. Zudem ist der Ausdehnungskoeffizient des Mörtels größer als bei Stein. Vom Verfasser wurde festgestellt aus den Bewegungen von Sperrmauern¹): Als Ausdehnungskoeffizient für Bruchsteinmauerwerk (in Traßmörtel bzw. Zementtraßmörtel) = 0,000007 8 für 1°, für Beton (in Zementtraßmörtel) = 0,000012 28 für 1°.

Technische Bedenken gegen die Verwendung kleiner Steine im vollen Mauerwerk der Talsperren können aber im allgemeinen nicht vorhanden sein. Eher schon finanzielle, denn es kann, wenn große Steine vermauert werden, an Mörtel gespart werden. Das bringt zwei Vorteile. Einmal ist der Mörtel von beiden Baustoffen — Stein und Bindestoff — der teurere Teil, sodaß geringerer Verbrauch an Mörtel gleichbedeutend ist mit billigeren Herstellungskosten. Nach der anderen Seite wird das Mauerwerk bei Verwendung kleinerer Steine mit stärkerem Mörtelverbrauch leichter. Das hat zur Folge, daß die statische Berechnung der Mauer einen größeren Mauerquerschnitt und damit größeren Aufwand an Mauer werk abgibt.

Aber dem stehen ausgleichend gegenüber mancherlei Vorteile, die gerade für abgelegene Talsperrenbaustellen ins Gewicht fallen. Beton kann hergestellt werden, ohne daß man Maurer nötig hat, also mit einfachen, ungelernten, oder leicht anzulernenden Arbeitskräften. Geschwungene, viel gegliederte Formen verlangen ein gut geschultes Maurerpersonal; sie lassen sich leichter in Beton ausführen. Es kann ein schneller Massenbetrieb eingerichtet werden. Das ermöglicht die Einförmigkeit des Baustoffes und der Arbeit, ohne daß die Güte des Erzeugnisses zu leiden braucht. Der Umstand z. B., daß an dem Wupperwehr für das Elektrizitätswerk der Stadt Solingen statt des anfänglich vorgesehenen Bruchsteinmauerwerks Beton verwendet wurde, trug wesentlich zur schnelleren Fertigstellung bei. Bei der Betonierung konnte unbedenklich Tag und Nacht gearbeitet werden; die Mauerung hätte nicht über Nacht fortgesetzt werden können. Es war überdies möglich, in der Zeiteinheit mehr Betonmassen einzubringen, als in Mauerwerk hätte geleistet werden können. Als ein Nachteil fällt allerdings ins Gewicht — besonders bei feingegliederten und runden, stark wechselnden Querschnitten und Gewölben — daß die Holzeinschalungen schwierig sind, viel Bretter und Rüsthölzer erfordern und ihre Zimmernng zeitraubend ist.

Bei den großen Massenkörpern der Talsperren kommt dieser Umstand weniger in Betracht, und es sind Schnelligkeit und Einfachheit in der Bauausführung gerade die Vorteile, die dem Beton bei amerikanischen Talsperren in abgelegenen Gebirgstälern

vielfache Anwendung gebracht haben. Man hat in Amerika (Coldspring und Cristal Springs für die Wasserversorgung von San Francisco usw.) und in Australien (Beetaloo, Geelong und Sidney¹)), Indien (Peryar) usw. sehr große Sperrmauern aus Beton mit gutem Erfolg errichtet.

Mehrfach ist bei deutschen Ausführungen in Anregung gebracht worden, den Beton in zweiter Linie in Betracht zu ziehen, sei es dort, wo die Steinbrüche kein vollkommenes Steinmaterial lieferten oder wo besondere Schnelligkeit der Herstellung sich als wünschenswert erwies. Man zog diesen Gedanken u. a. in Erwägung beim Bau der Urfttalsperre, wo die Steinbrüche viel kleines Gestein lieferten, sowie bei dem unter

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Abb. 71. Die Talsperre in Beton bei Buchwald.

der Oberleitung des Verfassers erfolgtem Bau der Nordhauser Talsperre, deren Fertigstellung sich im Jahre 1904 stark in den Spätherbst hinein zog. An der Verzögerung

größeren Teile aber die nicht ausreichende

trug zum Teil ungünstige Witterung, zum

Steingewinnung Schuld. Es galt für die Stadt Nordhausen das Möglichste zu tun, die Fertigstellung des Baues zu beschleunigen, sodaß mit dem Anstau des Beckens gegen das Frühjahr 1905 hin begonnen werden konnte und die Stadt für den nächsten Sommer aus der Wassernot befreit war. Es wurde daher in Erwägung gezogen, in dem oberen Teile im Innern der Sperrmauer Beton zu verwenden, während die Außenseiten, wie bisher, in Bruchsteinmauerwerk verkleidet werden sollten. Man konnte der Ungunst der Witterung dadurch besser begegnen und auch dem Mangel an Maurern abhelfen, der sich im Spätherbst bemerkbar machte, als die Italiener in ihre Heimat abzogen. Es wurde jedoch

um

von

tj Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Vol. cl. XXVIII, Sess. 1908, 03. 1 eil IV.

der Betonierung in letzter Stunde Abstand genommen wegen der nicht unwesentlichen Mehrkosten, die sich aus dem Preisunterschied von Bruchsteinmauerwerk und Beton ergeben hätten. Die Fertigstellung der Mauerung wurde bis auf das nächste Frühjahr (1905) verschoben.

Für die vorerwähnte Talsperre von Buchwald (Abb. 71) wurde Beton als Baustoff gewählt, da sich das dort an Ort und Stelle gewonnene Steinmaterial für Bruchsteinmauerwerk als ungeeignet erwies. Das ursprünglich in einer Größe von 12,5 Mili. cbm geplante Schutzbecken von Buchwald ist mit einem Stauraum von 2,2 Mill. cbm ausgehaut worden. Das Niederschlagsgebiet ist 59 qkm groß. Die Absperrung bildet eine im ganzen 26,8 m hohe Mauer, wovon infolge der ungünstigen Untergrundver-hältnisse 12 m auf die Gründungshöhe unter Gelände entfallen. Die Sohlenbreite ist 17,5 m, der Halbmesser im Grundriß 250 m. Die Kronenlänge beträgt 230 m. Für die Hochwasserentlastung ist in Geländehöhe ein stets offener Durchlaß von 3,1 qm Eiformquerschnitt angeordnet, der bei gefülltem Becken rechnerisch 30 cbm abzuführen vermag. Am rechten Hang — in dem Fels ausgearbeitet und durch Mauerung eingefaßt — liegt ein 50 m langer Überlauf mit kaskadenartigem Abfall. Die Talsperre ist in einer konglomeratartigen Gebirgsformation errichtet. Der Bau wurde im Jahre 1905 beendet.

Die Durchlaßöffnung ist mit Granitquadern eingefaßt. Die Mischung des Betons geschah hier in Maschinen im Mischungsverhältnis 1:4:8. Bindemittel ist Zement mit V2 Teil Traßzusatz. Dieser letztere Zusatz wurde gewählt, um die Talsperre, die nach ihrem Zweck als Hochwasserschutzbecken zum größten Teil des Jahres trocken und frei dastehen wird, gegenüber den Bewegungen infolge der Wärmeänderungen elastisch und widerstandsfähig zu machen. In den Außenflächen wurde noch ein geringes Maß von Zement zugesetzt. Die Steine sind aus dem Konglomerat- und Grauwackengestein an Ort und Stelle gebrochen und nach Eeinigung und Waschung im Steinbrecher zerkleinert. Das Produkt dieser Zerkleinerung wurde mit allem sandartigen Gries und Steinmehl, das sich in dem Steinbrecher bildet, für die Betonbereitung verwandt, wobei um das obige Mischungsverhältnis zu erzielen, ein besimmtes Maß reinen Sandes (grobkörniger, reiner, scharfer Quarzsand) zugesetzt wurde. Es fand also eine Waschung des Schotters, um diesen von tonigen Bestandteilen zu reinigen, nicht statt. Es hatte sich gezeigt, daß eine geringe Beimengung des zwar scharfen, aber tonigen Steinmehls die Festigkeit erhöhte. Festigkeitsnntersuchungen haben ergeben, daß hierdurch ein ausreichend fester Beton von etwa 80 kg Druckfestigkeit nach 4 Wochen gewonnen wurde.

An der dem Wasser zugewandten Seite ist die Sperrmauer mit einem abdichtenden Putz überzogen. Da dieser Putz im oberen Teile der Mauer den Witterungseinflüssen frei ausgesetzt ist — im unteren Teile liegt er unter dem Schutz einer Erdschüttung ■—, so werden sich hier, wie an der Talsperre von Marklissa, Aufschlüsse über die Bewährung dieser freistehenden Schutzdecke ergeben An der Luftseite blieb der Beton ohne Putz und ist künstlich aufgerauht, wodurch er eine poröse Oberfläche angenommen hat. Wenn zwar das Aussehen dieser rauhen Fläche für das Auge nicht übel wirkt, so ist doch zu befürchten, daß das dadurch begünstigte Eindringen der Niederschläge in den Beton und der Frost auf die Dauer nicht ohne zerstörende Wirkung bleiben werden.

Es kann angenommen werden, daß diese erste Betonsperrmauer in Deutschland manche lehrreiche Beobachtung ermöglichen wird. Aus dieser Sachlage ist für die alte Streitfrage der Betonverwendung manche Aufklärung zu erhoffen.

Für die Talsperre von San Mateo in Californien wurde ebenfalls Beton als Baustoff verwandt wegen der Schwierigkeit, Steine für Bruchsteinmauerwerk in der Nähe zu gewinnen¹).

Literatur.

Staudamm aus Beton. Eng. Rec. Dezember 1904, S. 666.

Eng. News April 1904,

Betontalsperre zu Barossa (Australien). Génie civil Aug. 1904, S. 241.

S. 321. Scient. Americ. April 1905, S. 266.

Talsperre aus Beton für die Wasserversorgung von Lynchburg, Va. (Betonblöcke). Engin. Record v. 16. 5. 1908 S. 641 u. 642 m. Abb.

t) Schuyler a. a. O. S. 267.

Die Talsperre bei Illachmühle in Oberbayern. Cement und Beton vom 28. 2. und 3. 4. 1908, S. 132 bis 141, 214 und 215 m. Abb.

Talsperre aus Beton (Australien) Eng. record September 1905, S. 276.

Talsperre bei Cheyenne, Wyo, Eng. Record vom Juni 1905, S. 698. Eng. News Juni 1905, S. 671.

Talsperre aus Beton am Pedlar-Fluß bei Lynchburg Ya. Engin. Record v. 12. 5. 1906, S. 584—586 m. Abb. Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers Yol. cl. XXVIII. Sess. 1908/09 Teil IY.

Die Holter-Staumauer in Beton. Eng. Record 29. 10. 1910.

Wie auf allen Gebieten, so ist neuerdings auch im Talsperrenbau das Eisen und in ganz neuester Zeit der Eisenbeton als Konstruktionsstotf aufgetreten. Ausführungen dieser Art besitzt Amerika. Es wird auf diese Bauweisen, sowie auf die Bedingungen, unter denen zweckmäßig Erddämme errichtet werden in § 33—38 näher eingegangen werden.

zu

§ 19. Die Abdichtung der Mauern. Die wegen des Ausbruchs der Baugrube unvermeidliche Lücke zwischen der Mauer und dem anstehenden Fels am wasserseitigen Fuß der Staumauern ist eine wunde Stelle, indem dieser Schlitz im allgemeinen durch eine eingebrachte Lehmschicht ausgefüllt wird, sodaß bei gefülltem Becken das unter hohem Druck stehende Wasser unter Umständen bis an den Fuß der Mauer Vordringen kann. Es ist ferner zu beachten, daß die Fuge zwischen Mauerwerk und Fels die Grenze zweier verschiedenartiger Körper bildet. Der Zusammenhang von Mauerwerk und Fels — herbeigeführt durch die kittende Masse des Mörtels — ist eine weniger gute, wie der Zusammenhalt dieser Massen in sich. Dazu kommt, daß die in jeder tiefen Baugrube meist vorhandenen Quellen leicht undichte Stellen und kleine Leerräume beim ersten Ansetzen des Mauerwerks herbeiführen. Wenn nun das Wasser bis an diese Fuge von der Wasserseite her vordringt, so kann der losere Zusammenhang zwischen Mauerwerk und Fels der Kraftwirkung des Auftriebs möglicherweise einen kleineren Widerstand entgegensetzen, als der homogene Fels oder das in sich fest verspannte Mauerwerk in irgend einem anderen Teile der Mauer. Darum ist es geboten, dieser Stelle besondere Sorgfalt zuzuwenden, und es ist von großem Wert für die Güte der hier vorzunehmenden Arbeiten, wenn die Lücke zwischen dem Mauer werk und dem anstehenden Fels nicht enge ist. Es sollten hier wenigstens 1—lV₂m Spielraum vorhanden sein. Wenn dabei etwas mehr Felsausbruch erfolgt, als für die Hochführung der Mauer an sich unbedingt nötig erscheint und dafür entsprechend mehr Dichtungsmaterial (Beton und Lehm) eingebracht werden muß, so wird diese Mehrausgabe reichlich aufgewogen durch den Vorteil, daß ein genügender Raum ein sorgfältiges Arbeiten ermöglicht.

Für den Fuß der Solinger Sperrmauer geschah diese Abdichtung in folgender Weise (Abb. 73). In der Sohle des Schlitzes zwischen Mauer und Fels ist nächst der Felswand ein 10 cm weites Muffen-tonrohr ohne Abdichtung der Muffen eingelegt, um das vom Hange rieselnde Wasser aufzufangen und abzuführen. Dieses Hohr wurde insoweit mit Beton eingehüllt, als erforderlich war, um eine trockene Lage für den aufzubringenden ersten Verputz zu erzielen. Der Beton erhielt Gefälle von der Mauer ab, so daß jede sich noch etwa ansammelnde Feuchtigkeit am Fels entlang abziehen konnte. Zur Herbeiführung möglichster Dichtigkeit ist hierbei Kiesbeton (1 Zement : l/% Irass : 4 Sand : 8 Feinkies’ verwendet worden. Nach Erhärtung dieses Betons wurde die erste Putzlage aufgebracht und an der äußeren Mauerfläche hochgezogen. Auf diesem mit Siderosthen gestrichenen Putz liegt eine Betonlage von 50 cm Stärke von dem Mischungsverhältnis 1 Cement : l/₂ Kalkbrei : V2 Trass : 4 Sand : 7 Kleinschlag. Dieser Beton erhielt ebenfalls einen Verputz, der sich an jenen der aufgehenden Mauer anschloß. Diese doppelte Sicherung erwies sich bei den Arbeiten im Grunde noch insofern vorteilhaft, als hier wegen der meist vorhandenen Feuchtigkeit sowohl der Verputz wie der Anstrich desselben durch die Nässe leiden. Die gleiche Ausführungsweise wurde an der Wasserseite bis hinauf zur Kronenhöhe beibehalten; doch waren an den Hängen die Abwässerungsrohre und die untere Lage Kiesbeton nicht nötig. Der erste Verputz griff hier unmittelbar auf den Fels am Mauerfuße hinüber.

An der Luftseite wird das Mauerwerk, soweit der feste Fels ansteht, etwa in IV2—2 m Höhe voll an die Felswand herangeführt. (Tafel I, Abb. 4.) Wenn schon die rauhe und ausgezackte Sohle eine reiche Sicherheit gegen Verschieben der Mauer in der Richtung des Wasserdrucks bietet, so wird dadurch, daß sich der hintere Fuß der Mauer voll gegen den Fels stemmt, einer solchen Bewegung noch weiter entgegen gearbeitet.

an

wo

An der Wasserseite wird die Mauerfläche oft mit einem Verputz versehen, der am Fuße der Mauer beginnt, wo er zweckmäßig an die oben geschilderte Fußabdichtung anschließt. Bei den deutschen Talsperren ist in dem unteren Teile der Verputz der Außenfläche meist geschützt durch eine Erdanschüttung. In dem oberen freistehenden Teil der Mauer ist zu seinem Schutz gegen die Einwirkungen des Wassers und der Witterung eine Verblendmauer angebracht. Diese Verblendung greift in 0,90 und 0,60 m Stärke mit schwalbenschwanzförmiger Verzahnung in den Mauerkörper ein. Ihre Lage wird außerdem durch eine geringe Abböschung der Mauer gesichert. Dort, die Wasserentnahmeschächte stehen, legt sich der Verputz als trennende Schicht zwischen das Mauerwerk der Schächte und dasjenige der Talsperre und greift in die Abmauerungen der Rohrstollen hinein, sodaß auf der gesamten wasserseitigen Mauerfläche eine ununterbrochene Abdichtung besteht. (TafelI, Abb. 4 u. 5, TafelII, Abb. 1 u. 4.) Dieser Verputz besteht Ż.B. an der Solinger Talsperre (Abb. 73) aus zwei Lagen, die zusammen eine Mindeststärke von 25 mm haben. Die untere Lage ist Zementtraßputz, zusammengesetzt aus 1 Teil Zementmörtel (1 Zement : 2 Sand) und l/3 Teil Traßmörtel (1 Kalkbrei : D/₂ Traß : 172 Sand). In der Oberfläche ist dieser Putz durch einen feinen Zementmörtelüberzug (1: 1) in etwa 5 mm Stärke glatt und dicht abgeglichen und zweimal mit Siderosthen gestrichen.

Der Verputz an der Wasserseite ist für die Dichtigkeit der Sperrmauer ein sehr wesentliches Erfordernis. Denn das Mauerwerk für sich dicht herzustellen ist schwierig, wenn überhaupt erreichbar, weil — abgesehen von etwaigen bei weniger guter Arbeit entstehenden Hohlräumen und wasserdurchlässigen Fugen — der Mörtel in der kellegerechten Verarbeitung nicht so geschlossen wird, als dies etwa bei der Herstellung; von Probekörpern im Hammerapparat der Fall ist. Zudem ist jeder Mörtel mehr oder weniger wasseraufnahmefähig. Er saugt das Wasser unter dem hohen Druck der Stauung auf und gibt es weiter, bis es an der Luftseite der Talsperre zum Vorschein kommt. Es empfiehlt sich daher durchaus, die Dichtigkeit einer Talsperre durch einen Verputz an der Wasserseite zu bewirken. Ohne einen solchen Verputz ausgeführte Mauern haben bisher meist Rieselungen gezeigt. Mit Rücksicht auf das feste Anhaften auf der Mauerfläche ist es erwünscht, den Putz auf möglichst frisches Mauerwerk aufzubringen.

Nachdem der Verputz erhärtet und getrocknet ist, wird er meist mit einem zweimaligen Anstrich versehen. Dieser Anstrich hat den Zweck, alle etwa noch vorhandenen feinen Poren des Verputzes, die sich selbst bei sorgfältigster Ausführung nicht immer vermeiden lassen, zu schließen. Es kommt hierbei also darauf an, eine Masse zu verwenden, die sich möglichst in den Mörtel einsaugt und, indem sie fest anhaftet, eine geschlossene, abdichtende Haut bildet. Der Anstrich darf bei Hitze nicht treiben und bei Kälte und Feuchtigkeit nicht abblättern.

Zur Ermittlung der zweckmäßigsten Anstrichsmasse wurden bei den Solinger Talsperrenbauten Versuche an Probeputz flächen vorgenommen, wobei zur Probe kamen: Asphaltlack, sowie eine Mischung von 1 Teil Holzzement und 2 Teilen Goudron und Siderosthen, letzteres in der Herstellungsart für Maueranstrich.

Der Asphaltlack bildete einen geschlossenen, ziemlich anhaftenden Anstrich; aber er blieb nur auf der Oberfläche; die Lage war sehr dünn, und ein Eindringen in die Poren fand nicht statt; etwaige kleine Leerräume wurden mit einer feinen Haut überzogen und abgedeckt. Da somit die

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Abb. 72. Grundriß und Aufriß der Solinger Talsperre.

Hohlräume nicht ausgefüllt wurden, war zu befürchten, daß ein so dünner Überzug [nur wenig Widerstand gegen äußere Einflüsse leisten würde. Die ganze Anhaftung war eine äußerliche.

Der Anstrich mit der Holzzement- undGoudronmischung drang in alle Poren gut vor und sog sich auch in den Verputz bis einige Millimeter ein. Die Mischung mußte sehr heiß aufgebracht

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Abb. 73. Querschnitt und Einzelheiten der Solinger Talsperre.

werden. Aber die Flüssigkeit, selbst unmittelbar vom Feuer genommen, kühlte sich auf dem Mauerwerk schnell ab, so daß die Masse dickflüssig und der Überzug stark wurde. Infolgedessen traten in der Sonnenwärme Sackungen ein, die zwar nicht ein Abreißen herbeiführten, aber klebrige Gehänge verursachten. Der Anstrich wurde nicht leicht hart; unter einer festen Oberfläche blieb eine schmierige Beschaffenheit bestehen. Die Anhaftung an dem glatten Putz war nicht vollkommen, man konnte den Anstrich vielfach abschälen. Überdies ist ein dauerndes Heißhalten der Masse in Kesseln durch loderndes Feuer für die Handhabung auf der Baustelle sehr unbequem.

Siderosthen bildete einen dünnen, gutgeschlossenen, öl- bzw. teerartigen Überzug, der mit der vorerwähnten Masse gemeinsam hatte, daß er in alle Poren und etwaigen Bisse des Putzes sich voll einsog. Er wurde schnell fest und haftete gut.

Vorbedingung ist für alle drei Stoffe, daß der Anstrich auf trockenem Putz aufgebracht wird. Von feuchter Unterlage läßt sich derselbe abheben oder kommt überhaupt nicht zur Anhaftung; besonders ist dies bei Holzzement und Goudron der Fall. Siderosthen haftet noch am besten auch auf frischer und etwas feuchter Putzfläche, ein Umstand, der für die Arbeiten im Grunde und nach Begen-wetter von großem Wert ist. Auch zeigte es sich, daß dieser Anstrich über Winter in den Flächen, die in dieser Zeit frei den Witterungseinflüssen ausgesetzt gewesen waren, sich gut gehalten hatte. Neuerdings sind die verschiedenartigsten Anstrichmassen für diesen Zweck empfohlen worden Wunner’sches Bitumen, Inertol u. a. m.

Die Mauer am Alfeldweiher ist an der Wasserseite nicht verputzt, auch sonst sind keine abdichtenden Mittel angewandt. Die Fugen an der Luft- und Wasserseite sind mit Zementmörtel ausgeputzt. Die Mauer zeigt an zahlreichen Stellen Durchsickerungen. Über ungünstige Erfahrungen an den nicht verputzten Wasserentnahmetürmen der Ennepetalsperre s. »Die Talsperre« 1908, S. 214.

An der Bevertalsperre hatte man, um an der luftseitigen Fläche der Mauer dem Regenwasser den Eintritt zu verwehren, nach Fertigstellung des Mauerwerks die Fugen auf 3,0—4,0 cm ausgekratzt, mit Goudron gestrichen und dann mit Zementtraßmörtel ausgefugt. Dieses Verfahren hat sich nicht bewährt. Das Regenwasser ist in die Fugen des Goudronanstrichs eingedrungen und Frost und Wetter haben den Fugenverputz ausgewittert. Man hat nachträglich (1902) den Goudron bis auf den Mörtel des eigentlichen Mauerwerks ausgekratzt und mit Zementmörtel von neuem ausgefugt.

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Die amerikanischen Ingenieure wenden im allgemeinen keinen Putz an der Wasserseite an und müssen dafür aber auch immer von neuem die Erfahrung machen, daß selbst vorzügliches Mauerwerk nicht vollständig dicht herzustellen ist. Die neueste Erfahrung hat man bei der Crotontalsperre gemacht, die trotz der Mauerstärken bis 65 m an den Außenflächen Feuchtigkeit zeigt. Auch dies weist erneut auf die Notwendigkeit hin, die Dichtigkeit vor allem in einem guten Verputz an der Wasserseite zu suchen. Einige Talsperren haben an der Wasserseite einen Schutzmantel erhalten. Bei zwei französischen Anlagen hat dieser den Zweck, die Mauer vor dem Auftreten etwaigen inneren Auftriebes zu bewahren. Es sind französische Ingenieure gewesen, die aut diese Vorteile zuerst hingewiesen (M. Lévy und Le Rond) und auch die Bedeutung des Mantels gegen die Einflüsse der Temperaturen betont haben⁷). Sicherlich ist man mit einem Schutzmantel dieser Art in der Lage, den inneren Auftrieb — wenn man einen solchen überhaupt befürchtet — in den oberen Mauerfugen auszuschalten. Aber begegnet der Möglichkeit des Auftriebes nicht in der Gründungssohle, in der Berührungsfläche von Mauerwerk uud Fels, wenn Risse im Untergrund vorhanden sind.

Einige Anordnungen dieser Art mögen hier kurz beschrieben werden.

Die Sperrmauer de la Mouche (1885—1890, Speisung des Marne-Saone-Kanals) ist bekleidet mit einem Schutzmantel aus Eisenbeton (Abb. 74) *). Die Platte hat unten eine Stärke von 12 cm, weiter oben von 8 cm Stärke und ist gegen die Mauer durch Zwischenstücke in 60 cm Abstand gestützt. Die lichte Weite zwischen Mauer und Platte ist 10 cm. Die Art der Eiseneinlagen ist aus der Abbildung ersichtlich. Am unteren Ende sammelt eine Entwässerungsanlage das Drängewasser.

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Die in den Jahren 1855 bis 1858 errichtete Staumauer von Settons — sie dient der Verbesserung der Schiffahrt auf der Yonne, s. S. 31. — hat im Jahre 1899 einen Schutzmantel erhalten. Die Mauer ist 21 m hoch und 271 m lang¹). Die senkrechten Öffnungen dieses Mantels, der bis auf die Felssohle hinuntergeführt ist, haben Hufeisenform von etwa 2 zu 2 m Weite. An der Wasserseite befindet sich ein Überzug aus Asphalt von 2—3 cm Stärke, der sich bis über den Fels hinüberzieht, um auch diesen abzudichten. Auch unter der Gründungssohle dieses Mantels ist diese Asphaltschicht eingebracht, um denMantel vor innerem Auftrieb zu schützen. Die Bauweise ist ähnlich der nachstehend beschriebenen Abdichtung der Talsperre von Marklissa.

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Abb. 74. Schutzmantel aus Eisenbeton an der Talsperre de la Mouche (Frankreich).

Bei der Mauer von Marklissa ist die Verblendung der Mauer an der Wasserseite mit annähernd lotrecht stehenden Gewölben in Beton ausgefiihrt. Abb. 75 u. 79. Diese Bogen von 0,80 m Halbmesser sind der wasserseitigen Mauerfläche vorgebaut und von dem inneren Mauerwerkder Talsperre durch eine Putzschicht getrennt. Wasserseitig sind die Gewölbe verputzt. Diese Anordnung wurde hier getroffen, um den Gneis, dessen Witterungsbeständigkeit auf die Dauer nichtgesichert erschien, den äuße-ren Einflüssen zu entziehen. Man hat überdies auf diese Weise zur Abdich- ^ tung gegen das Stauwasser des Beckens zwei Putzlagen, während bei den rheinisch-westfälischen Sperren nur eine Putzschicht vorhanden ist.

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Abb. 75. Schutzmantel aus stehenden Gewölben an der Talsperre von Marklissa.

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Eine solche für sich bestehende Verblendung bringt immer die Gefahr mit sich, daß eine Lostrennung vom eigentlichen Manerkörper erfolgt infolge der ungleichartigen Bewegungen, die das Massiv der Talsperre und dieser Schutzmantel unter dem Einfluß der Wärmeschwankungen und des wechselnden Wasserdruckes aus dem Becken erleiden. Aus dieser Überlegung heraus hat man auch bei anderen neueren Talsperren die Schieberschächte an der Wasserseite der Mauer allein stehend und ohne Zusammenhang mit dem Mauerkörper der Talsperre ausgeführt. Es wird die Erfahrung in Marklissa lehren müssen, ob die in dieser Grenzlinie zwischen Mauer und Schutzmantel entstehenden Risse oder ob sonst die ungleichartigen Bewegungen auf die Dauer irgendwie nachteilig auf den Bestand des Schutzmantels sein werden. Es kommt in Be- ^/// tracht, ob dieser Schutz, wie ihn die schwer herzustellenden senkrechten Gewölbe bieten, wo erforderlich, nicht billiger aus einem wetterfesten gegebenenfalls anderweitig zu beschaffenden Stein nach rheinischwestfälischer Art mittels Verzahnung erfolgen könnte. Die verputzte Betonfläche der Talsperre von Marklissa sieht überdies nicht so schön und gediegen aus, wie Verblendmauerwerk aus Bruchsteinen, das sich mehr dem Charakter des großen Steinmassivs anschließt. Von Interesse wird es sein, die Bewährung dieses freiliegenden Putzes unter dem Einfluß des wechselnden Wasserstandes im Becken und der Witterung zu verfolgen. Bei der Talsperre von Mauer ist man wieder auf die einfache Verblendmauer und zwar ohne die oben beschriebene Verzahnung zurückgekommen.

*) H. Bellet, Barrages en Maçonnerie S.73. Über Abdichten der Talsperren s. auch Engineer 1911, S. 223.

Vor der Mauer befindet sich bei den meisten deutschen Talsperren nach der Wasserseite eine Erdanschüttung, deren Spitze in der Mitte des Tales etwa bis zur halben Mauerhöhe reicht, nach den beiden Hängen hin etwas ansteigt und sich dort annähernd bis zu der Höhe der Mauerkrone hinzieht. Abb. 73 u. Tafel I, Abb. 1, 2 u. 4. Der Zweck der Schüttung, die etwa die Neigung 1:2 hat, ist ein doppelter. Einmal wird durch sie die statische Wirkung erreicht, daß die Drucklinie bei leerem Becken nach dem Mauerinnern, dem mittleren Drittel, hingedrängt wird, wenn auch dieser Einfluß nicht bedeutend ist. Dann dient die Schüttung zur weiteren Abdichtung der Mauer und, wie bemerkt, zum Schutz des Verputzes. Es kann angenommen werden, daß etwaige feine Risse oder Poren durch das sickernde Wasser mit Lehmteilchen in einiger Zeit voll zugeschlämmt werden. An der Mauer wird in der mittleren Stärke von iy₂ m eine Schüttung aus reinem Lehm und Lette eingebracht und eingestampft. Es ist durchaus zu vermeiden, unmittelbar an dem Verputz steinhaltigen Boden zu verwenden, da beim Stampfen und bei den unvermeidlichen Sackungen eine Beschädigung des Putzes eintreten würde, wodurch die ab-

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Abb. 76. Erdanschüttung mit Steinabdeckung an der Glörtalsperre der Yolme-Talsperrengenossenschaft in Westfalen.

dichtende Wirkung des letzteren beeinträchtigt werden müßte. Weiter ab von der Mauer kann zur Schüttung der lehm- und geröllhaltige Boden benutzt werden, wie er aus den oberen Lagen des Aushubes der Baugrube gewonnen wird. Die Aushubmassen der Baugrube finden somit zum Teil hier gute Verwendung. Die äußere Abdeckung bildet eine Lage aus Steinen.

Im Anschluß an eine Beschreibung der Solinger Talsperren im »Génie Civil« 25. Februar 1905 erörtert Jacquinot den Wert der wasserseitig angebrachten

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Erdschüttung. Nach Ansicht französischer Ingenieure soll ein Nachteil dieser Schüttung darin bestehen, daß sie einen Teil der Mauer der Zugänglichkeit und Unterhaltung entzieht. Die Dichte der Mauer werde nur unendlich wenig vermehrt werden, da das Erdreich durchlässig sei und sich an der senkrechten Mauerfläche eine Wasserfuge bilden werde. Beim Füllen und Entleeren des Beckens werde der Erddruck sich in den verschiedenen Teilen der Mauer ungleichmäßig gestalten, wodurch die Gefahr der Rissebildung im Mauerwerk gegeben sei. Es könne nicht erwartet werden, daß solche Haarrisse in der Mauer durch feine Teile aus dem

Lehm zugeschlämmt würden. Die Erdschüttung schaffe somit schwere Nachteile und biete nur unsichere Vorzüge.

Dem Umstande, daß ein Teil der Mauer der Besichtigung entzogen wird, kann eine wesentliche Bedeutung nicht zuerkannt werden. Die Sperrmauern erfordern erfahrungsmäßig an sich sehr wenig Unterhaltung, um so weniger noch ihre geschützt liegenden Teile. Auch bei anderen Bauwerken wird vieles dauernd zugedeckt, ohne daß man sich Sorge darüber macht. Die Erdschüttung wird in jedem Fall ihren Teil zur Vermehrung der Wasserdichtigkeit beitragen und erzeugt außerdem eineAbdick-tung des Untergrundes auf 30—40 m oberhalb der Mauer. Die Auffassung von der Unwirksamkeit der Lehm läge für die Zuschläm-mung feiner Poren im Mauerwerk kann nicht geteilt werden. Falls Wasseradern als Haarrisse vorhanden sind, wird das sickernde Wasser den Lehm auflösen und die schwebenden Stoffe in die Mauer hineinziehen, damit die zackigen und winkligen Linien und die Poren ausfüllend. Der gleichen Anschauung pflichten übrigens auch die amerikanischen Ingenieure bei und sehen darin einen weiteren

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Abb. 77. Ansiebt und Grundriß des Laucbensee-Stauweibers.

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nicht zu erwarten ist.

Auf die statischen Verhältnisse in der Sperrmauer hat die Erdschüttung, wie schon bemerkt, nur wenig Einfluß. Anschaulich zeigt dies jede Darstellung einer zeichnerischen Berechnung des Mauerquerschnittes. Der gesamte Erddruck beträgt etwa 5 v. H. des Mauergewichtes im untersuchten Querschnitt. Es kann nicht angenommen werden, daß ein verhältnismäßig so geringer Anteil der wirkenden Kräfte in dem Mauermassiv der Talsperre die Gefahr von Rissen hervorrufen könnte, wenn dieser Erddruck sich etwas ungleichmäßig äußern sollte.

Die Erdschüttung ist bei vielen deutschen Talsperren ausgeführt und hat sich als zweckmäßig erwiesen. Man findet sie auch bei amerikanischen Anlagen. Eine unerläßliche Bedingung der Querschnittgestaltung von Sperrmauern darf man darin zwar

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nicht erblicken, aber sie bietet auch keinen Anlaß, für den Bestand des Bauwerks befürchten zu müssen. Es ist bemerkenswert, daß diese von den französischen Ingeni-abgelehnte Schüttung in England Zustimmung findet, wie die Verhandlungen vor

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der Institution of Civil Engineers im Jahr 1908 ergaben¹).

Die Talsperren der Vogesenweiher haben teilweise eine Erdanschüttung an der Lu ft Seite erhalten, wie sich eine solche früher auch an der Lenneper Talsperre vor ihrer Erhöhung und Verstärkung befand. Hier hatte die Schüttung im wesentlichen den Zweck, einen Weg überzuleiten. Dort sind die Anschüttungen nachträglich hergestellt, die Bewegungen der Mauer unter den Schwankungen der Lemperatui Abb. 77 u. 78 zeigen die Mauer des Lauchenseeweihers, mit der Erdschüttung, die vier Jahre nach der Fertigstellung des Weihers angebracht wurde. Die gestampfte

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i) Zentralbl. der Bauverw. 1905, S. 319 u. 569, 1906 S. 503 und Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Vol. cl. XXII. Session 1907;08. Teil II.

Dammanschüttung ist abgepflastert; an der Mauer ist eine Sickerschicht angeordnet. Man hat beobachtet, daß dadurch die Wärmeeinflüsse wesentlich vermindert wurden⁸).

Teilweise sind solche

Ein Fels, der genügende Tragfähigkeit besitzt und in dieser Hinsicht geeignet erscheint, die Standsicherheit der Mauer zu gewährleisten, braucht deshalb noch nicht dicht zu sein. Der Fels ist mitunter rissig und für feine Wasseradern durchlässig, aber deswegen wird man vielleicht unbedenklich eine Sperrmauer darauf gründen können. Um der möglichen Entstehung von Durchsickerungen, die immerhin geeignet sein können, die Gefahr von Durchbrüchen heraufzubeschwören, entgegenzutreten, kann es erwünscht erscheinen, eine vollkommene Abdichtung quer über der Talsohle anzustreben. Dies kann geschehen durch einen Schlitz in der Gründungssohle, der quer durch das Tal ausgehoben und mit dichtem Mauerwerk oder Beton ausgefüllt wird (Herdmauer). Haben die wasserdurchlässigen Schichten nur eine geringe Mächtigkeit, so wird es sich empfehlen, diese sog. Herdmauern bis auf den geschlossenen Fels abzuteufen. Liegt dieser in einer Tiefe, die mit aufwendbaren Mitteln nicht zu erreichen ist, so kann es in Betracht kommen, zum mindesten die oberen Schichten bis auf vielleicht 6 bis 8 m zu durchfahren, um in solche Schichten zu gelangen, die infolge der größeren Geschlossenheit das Vordringen des Wassers durch die Reibungsverluste erschweren, wenn nicht ganz verhindern. Aber auch selbst in gutem Gründungsfels wird es immer ratsam erscheinen, an der Wasserseite durch tieferes Eingreifen des Mauerwerkes in den Untergrund einen solchen abdichtenden Pfropfen nach Möglichkeit herzustellen, wie dies z. B. an der Solinger Talsperre und Neyetalsperre geschehen ist.

Nach der Wasserseite schloß sich dieser senkrecht stehende

Pfropfen auch an der Wasserseite der Nordhauser Talsperre ausgeführt, um dahinterliegende Klüfte abzuschließen. Am rechten Hange fand sich hier zwischen festen Felsbänken eine Lage von Löß. Es ist das ein festabgelagertes Gerolle, dessen Bindemittel toniger Art sind.

Schlitz fast ganz; nach der Luftseite erweiterte er sich auf etwa 60 bis 80 cm. Es wurde zur Abdichtung an dieser Stelle ein Mauerpfropfen, der bis auf einige Meter in die Gründungssohle eingriff, an der Wasserseite als Abschluß vorgesetzt. Bei der Waldecker Sperre ist vor dem Fuß der Mauer ein 5 m tief in den Felsuntergrund eingreifender Sporn angeordnet. Zur weiteren Abdichtung ist auf 30 m oberhalb der Mauer die Talsohle durch einen Lehmschlag von 1 m Stärke abgedeckt, wohingegen an dieser Mauer die oben erwähnte Schüttung an der Wasserseite fortgelassen ist.

Es wird von der Natur des Untergrundes abhängen, in welchem Umfange derartige Herdmauerabschlüsse vorgenommen werden müssen. Eine Stärke von 2,0 m wird als das Mindeste erscheinen müssen.

§ 20. Entwässerung des Mauerinnern und Besichtigungsgänge. Bei vielen deutschen Talsperren ist im Innern der Mauer etwa 1,5 m hinter der wasserseitigen Fläche eine Entwässerung angelegt, welche den Zweck hat, das etwa von der Wasserseite her bei dem vorhandenen hohen Druck trotz der Abdichtung in die Mauer eintretende Sickerwasser abzufangen und spannungslos nach den Rohrstollen abzuführen (Abb. 73). Diese Drainage, welche die ganze Mauerfläche überdeckt, besteht aus einem Netz von senkrechten Saugröhren von 50 mm Lichtweite, die in 2‘/₂ m Abstand voneinander liegen und in Sammler von 100 mm Durchmesser münden. Diese Sammelrohre laufen in Sohlenhöhe in die Rohrstollen ein und liegen im Gefälle 1:200. An den Hängen ist ihre Lage dem Abfall

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derselben angepaßt mit der Maßgabe, daß sie 1 m von dem Fels abbleiben. Die Saugedrains bestehen aus stampf aneinanderstoßenden porösen Tonrohren, die Sammelrohre aus glasierten Tonrohren mit Muffen. Falls die Entlastung des Staubeckens über die Mauer erfolgt, wird ein solches Entwässerungssystem oft auch unter der talseitigen Mauerfläche eingebaut (Taf. I, Abb. 1, 4, 5 u. 6).

Bei der Talsperre von Marklissa sind für die Entwässerung glasierte Tonrohre von 8 cm Durchmesser angewandt, die durchlöchert sind. Die Erfahrung weist ferner

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Abb. 79. Querschnitt der Talsperre von Marklissa mit Besichtigungsgängen. Ungef. Maßst. 1 : 500.

darauf hin, daß man gut tut, an der Wasserseite der Sperrmauer einige Rohre vom Grunde des Felsens anzusetzen, und ihnen nach den Stollen freien Abzug zu gewähren, so daß sich ein Auftrieb auf keinen Fall entwickeln kann.

Bei mehreren großen Talsperren sind neben der vorbeschriebenen Entwässerungsanlage neuerdings begehbare Stollen im Mauerinnern zu Revisionszwecken ausgespart worden. Eine solche Einrichtung haben in Deutschland die Talsperren von Marklissa und Mauer erhalten. Die Sperrmauer von Vyrnwy (1881—88) hat ebenfalls einen inneren

Besichtigungsgang¹). Auch die amerikanischen Ingenieure gehen neuerdings dazu über, im Mauerinnern Besichtigungsgänge und Entwässerungen anzulegen, wie der Querschnitt der im Jahre 1907 in der Ausführung begriffenen Sperrmauer des Ashokan-Beckens für die Wasserversorgung von New York zeigt²).

Diese Stollen im Innern eines so großen Mauermassivs sind eine interessante Einrichtung, um Beobachtungen über die Dichtigkeit des Mauerwerks zu machen und um über die Temperaturschwankungen im Mauerwerk der Talsperre besseren Aufschluß zu erhalten. Es kann nicht bezweifelt werden, daß diese Messungen im Vereine mit dem Verfolg der Bewegung der Mauerkrone der Sperrmauer unter dem Einfluß der äußeren Wärmeschwankungen bei genügendem Beobachtungsmaterial eine wissenschaftlich ausreichende Grundlage für die Bestimmung des Wärmeausdehnungsbeiwerts des in der Sperrmauer angewandten Bruchsteinmauerwerks, Betons usw. bieten. Vielleicht findet sich auch dabei die Gelegenheit zu Beobachtungen darüber, wie weit die im Winter an Talsperren bemerkten Frostrisse in das Mauerinnere eindringen.

§ 21. Höhenlage der Mauerkrone. Die Mauerkrone sollte so hoch liegen, daß bei normalem Wasserstande und selbst bei dem stärksten zu erwartenden Wellenschläge nicht größere Wassermengen über die Mauerkrone geschält werden. Als der normale Wasserstand ist hierbei die Höhe der Überlaufschwelle anzusehen, über die bei gefülltem Becken das überschüssige Wasser zum Abfluß gelangt.

Von Einfluß wird die Größe und Lage des Beckens zur Mauer sein; auch die Lage in Beziehung zur Windrichtung. Es liegt z. B. die Möhnetalsperre auf 7 bis 8 km Länge ihrer Oberfläche in der Himmelsrichtung O.S.O. Da kann bei steifem Ostwind ein starker Stau an der Mauer entstehen. Dieser Umstand kann nicht nur von Bedeutung sein für die Höhenlage der Mauerkrone, sondern auch für die des Überlaufs. Man wird also im gegebenen Fall zweckmäßig Untersuchungen über den möglichen Windstau an der Mauer vornehmen und diesen bei Festlegung der Kronenhöhe berücksichtigen müssen.

Die Mauerkrone ist außerdem durch eine Brustwehr

Bei den meisten deutschen Talsperren liegt die Mauerkrone um 1 m höher als die Überlaufschwelle, Abb. 73 u. Taf. I Abb. 1, 3 u. 4, bei der Staumauer des Alfeldsees beträgt dieses Maß 1,60 m.

von 1 m Höhe gegen das Überschlagen der Wellen geschützt. Bei amerikanischen Mauern befindet sich die Mauerkrone gewöhnlich 1,5 bis 6 m über der Überlaufschwelle. Einige weitere Erörterungen hierüber s. § 41.

§ 22. Fahrbahn. Eine gute Abdichtung der Mauer von oben her ist erforderlich, um das Eindringen von Tagewasser zu verhindern. Die Abwässerung der Fahrbahn erfolgt meist nach der Seite des Beckens hin, um ein Beschmutzen der Mauer an der Luftseite zu verhindern. Von hygienischer Seite wird jedoch bisweilen bei Trinkwasseranlagen die Tagewasserabführung nach der Luftseite gewünscht, was als eine sehr weitgehende Forderung erscheint. Denn man wird bedenken müssen, selbst wenn einige wenige Unreinlichkeiten bei Begen in das Becken geschlämmt werden, so ist doch die Verdünnung in dem großen Wasserbehälter eine so außerordentliche, daß Bedenken für die Güte des Trinkwassers kaum entstehen können. Will man die unmittelbare Ableitung des Niederschlagswassers nach den Außenseiten der Fahrbahn vermeiden, so kann

O. S. 195.

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²) The Engineering Record 11. Mai 1907, Schuyler, Reservoirs etc. II. Aufl. S. 305.

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14*

man sich durch Anordnung eines Längsgefälles und Abführung des Wassers nach den Hängen helfen. Ein starkes Quergefälle in der Fahrbahn ist erwünscht, um die Bildung von Wasserlachen bei Regenwetter zu vermeiden. Die Breite der Fahrbahn hängt davon ab, ob ein Weg überführt werden soll. Aber auch wo dies nicht geschieht, wird man unter ein gewisses Maß nicht heruntergehen, um nicht einen zu dünnen oberen Mauerteil zu schaffen, der den Witterungseinflüssen und der Bildung von Frostrissen stark ausgesetzt wäre. Man wird unter 3—4 m bei unseren klimatischen Verhältnissen kaum heruntergehen dürfen. Dient die Mauerkrone als öffentlicher Verkehrsweg, so ist ihre Breite nach den hierfür maßgebenden Forderungen zu bemessen.

Die meisten der deutschen Talsperren haben eine Kronenbreite von 4— 6 m erhalten. Eine ungewöhnliche Breite weist die Gileppe-Talsperre mit 15 m auf. Krantz und Crugnola empfehlen für die Kronenbreite und die Höhe der Mauerkrone die Maße der nachstehenden Tabelle 45, die jedoch für die klimatischen Verhältnisse Mitteleuropas zum Teil zu schwach erscheinen.

Tab. 45. Kronenbreite und Höhe der Mauerkrone über Wasserspiegel⁹).

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Rehbock empfiehlt, diese Beziehungen in Formeln zu kleiden und zu wählen für die Kronenhöhe hk =

-f- 0,3 m und für die Kronenbreite hb = ~ -f- 1,8 m = h]c +1,5 m.

Man wird diese Formeln verwerten können, sofern nicht besondere Verhältnisse für die Breite (Wegeüberführung) vorliegen. Die Kronenhöhe ergibt sich darnach etwas reichlich; diese wird wie schon oben betont wurde, immer wesentlich von dem Windstau abhängen.

Als Befestigung der Fahrbahn wird gewählt:

1.    Asphalt auf Betonunterlage.

2.    Pflasterung.

3.    Steinplatten.

4.    Chaussierung.

Die Betonunterlage empfiehlt sich in allen Fällen, um eine Abgleichung des Bruchsteinmauerwerks herbeizuführen. Die Abb. 73, 80 u. Taf. I geben einige Beispiele von Fahrbahnbefestigungen.

Die Mauerkrone der Solinger Talsperre (Abb. 73 u. 80) ist als Fahrbahn für den öffentlichen Verkehr ausgebildet. Auf einer Betonunterlage von 20 cm Stärke befindet sich eine 3 cm dicke Lage Gußasphalt, welche das Eindringen des Tagewassers in die Mauer verhindern soll. Diese Bauart ist bei den meisten rheinisch-westfälisch en Talsperren gewählt worden. Die Fahrbahn der Gileppe ist abgepflastert. Die Krone der Nordhauser Talsperre (Taf. I, Abb. 3) ist ebenfalls mit einer Betonschicht abgeglichen, die mit einer doppelten Decke aus Gußasphalt überzogen ist. Die Bahn hat ein Quergetälle von 1:35. Die Überlauföffnungen sind mit Eisenbetonplatten von 32 cm Stärke abgedeckt.

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¹

zu beobachten und sofort in das Beobachtungsheft ein

zutragen.

7. Über die Schützenstellung und den Zeitpunkt ihrer Veränderung sind im Beobachtungshefte fortlaufend genaue Angaben zu machen.

!) Den örtlichen Verhältnissen entsprechend auszufüllen. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

²

Den örtlichen Verhältnissen entsprechend auszufüllen.

³

-) S. u. a. Proceedings und Transactions des amerikanischen Zivilingenieurvereins 1904, Minutes of Procee-dings of the Institution of Civil Engineers. Vol. cl. XXVIII. Sess. 1908—1909. Teil IV. Weiteres s. S. 273 (h).

⁴

   Report on

⁵

   Fecht, Über die Anlage von Stauweihern in den Vogesen.

⁶

   Nach dem dem Verfasser freundlichst zur Verfügung gestellten Erläuterungsbericht.

13*

⁷

H. Bellet, Barrages en Maçonnerie S. 180 u. Annal, d. P. et Chauss. 1907, S. 136.

⁸

Zeitschrift für Bauwesen 1902. Handbuch der Ing -Wissensch III. 2. 2. Abt. 4. Aull.

⁹

Nach Weg mann. Design and Construction of Dams. Y. Aufl. 1908, S. 36.

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Abb. 80. Fahrbahn und Geländer der großen Solinger Talsperre.

Die Geländer der Sperrmauern werden massiv oder in Eisen ausgeführt und halten sich meist in einfachen Zweckmäßigkeitsformen (Abb. 73 u. 80). Bisweilen findet man die eine Seite mit Eisen, die andere mit Mauerwerk eingefaßt. Wo eine Mauerwerkskonstruktion hergestellt wird, muß die Wand durchbrochen sein, um ein Durchtreten und Überströmen des Wassers zu gestatten. Die Mauerquerschnitte sind meist für einen bis zur Mauerkrone reichenden Wasserstand berechnet; staut sich das Wasser höher, so werden die statischen Verhältnisse verändert und ungünstiger gestaltet. Der Ausbau des Geländers sollte in seinen Abmessungen kräftig gestaltet sein, um gegenüber dem großen Mauermassiv nicht als winzig zu erscheinen.

Über die Betriebseinrichtungen der Talsperren s. § 39 bis 46.

§ 23. Die Architektur der Talsperren. Die Ausbildung der der Standsicherheit und Zweckmäßigkeit angepaßten Formen der Talsperren ist in neuerer Zeit ein Feld für Betätigung der Architekten geworden. Die bisherigen Sperrmauern sowohl in Deutschland wie im Ausland sind meist in einfachster Form errichtet. Es konnte dem Beobachter der Abstand nicht entgehen, der zwischen der großen wirtschaftlichen Bedeutung dieser Unternehmungen und ihrer mitunter dürftigen baulichen Außengestalt liegt. Sie sind oft nicht in einem durch besondere Güte hervorragenden Baumaterial errichtet und treten nicht durch schönes Beiwerk hervor, wie man dies bisweilen bei bedeutungsloseren Bauwerken zu sehen gewohnt ist. Der Grund möchte darin zu suchen sein, daß die Talsperren zum überwiegenden Teil als Privatunternehmen ins Leben gerufen sind und daher die Rentabilität in den Vordergrund gerückt werden mußte. Diese Bauten verschlingen ohnehin schon große Geldmengen, deren Aufwendung für die Teilhaber niemals ohne ein gewisses Wagnis geschieht, es ist daher nur natürlich, wenn man alle Ausgaben bei einem Ingenieurwerk vermeiden wollte, die nicht unbedingt zur Erreichung des Nutzzweckes notwendig waren.

Es scheint, daß wir gegenwärtig im Begriffe stehen, hierin einen Wandel unserer Anschauungen eintreten zu lassen. Die Nützlichkeit der Talsperren zur Förderung einer geordneten Wasserwirtschaft ist erwiesen. Die Erträge, die sie geliefert haben, haben ihnen mehr Vertrauen eingebracht, und man ist heute geneigt, zumal Staat und größere Körperschaften in die Reihen der Bauherrn getreten sind, auch ein Übriges zur würdigen Gestaltung des Äußeren der Talsperren beizutragen.

Wenn man als Ingenieur die Frage aufwirft, welche leitenden Gesichtspunkte sollten für die Kunstformen dieser Bauten maßgebend sein, so muß man hervorheben:

Diese Architektur muß einfach und in schweren Formen gehalten werden. Das Beiwerk muß sich der Massenwirkung der Gesamtmauer einheitlich anschließen. Alles zu fein gegliederte Schnörkelwerk ist von Übel. Durch solche Zutaten kann der schöne Gedanke, den man zum Ausdruck bringen will, leicht vereitelt werden. Die Sperrmauern sind ein Werk des Ingenieurs. Der Ingenieur baut auf Zweck und Nutznießung und dieser Gedanke der Zweckmäßigkeit darf auch durch die Ausschmückung nicht verdunkelt werden. Darum darf die Architektur nicht zu sehr hervortreten. Man darf nicht über die Beigabe die Hauptsache verwischen wollen.

Dieser Grundsatz muß als der oberste hingestellt werden. Und er steht auch in vollem Einklang mit der weiteren Forderung, daß sich das Bauwerk richtig in die Landschaft einpassen soll. Was ist hierunter zu verstehen? Die Talsperren liegen in Gebirgstälern, mitunter umgeben von flach ansteigenden Hängen, mitunter in engen Schluchten, überragt von steilen Hängen. In einer solchen Umgebung wird ein von Menschenhand zusammengesetztes Steingebilde immer etwas fremd aussehen. Menschenwerk und wilde Naturromantik stehen im Gegensatz zu einander, wenn auch die Neuzeit, die viele große Ingenieurwerke in abgelegenen Gebirgsbezirken hat erstehen lassen, Geschmack und Auge diesem veränderten Bilde angepaßt hat. Je wuchtiger aber ein solcher in der Natur errichteter Aufbau in seinen Formen ist, desto natürlicher und ungekünstelter wird das Ganze aussehen. Man darf nicht vergessen: Die Talsperren beleben und verschönern ein Gebirgstal nicht sowohl durch sich selbst als vielmehr in der Hauptsache durch die schönen Wasserflächen, die sie schaffen. An Gebirgsseen sind unsere Mittelgebirge, die sich gerade vornehmlich für den Bau von Talsperren eignen, arm, und die Weiher bringen da ein wechselvolles Bild, dessen Reiz noch erhöht wird, wenn in wasserreicher Zeit die Überläufe und Kaskaden der Mauern Uberströmt werden.

Aus diesem Bestreben, mit nicht zuviel Kunst die Natur der Gebirgstäler zu überhäufen, heraus wird auch die Forderung gestellt werden müssen, die Umgebung der Talsperren mit nicht allzuviel gärtnerischen Anlagen zu umgeben. Dieser Schmuck ist zwar geeignet, ein liebliches Bild zu erzielen, wie dies z. B. die Remscheider Anlage dartut, aber die Charakteristik des Gekünstelten wird hineingebracht. Außerdem ist zu überlegen, daß die Unterhaltung solcher Nebenanlagen kostspielig ist, ebenso wie eine feine, in Einzelheiten ausgebildete Architektur in dem rauhen Gebirgsklima, in dem die meisten Sperrmauern stehen, stark der Verwitterung ausgesetzt ist, während die geschlossenen Mauermassivs der spanischen Mauern erwiesen haben, daß sie große Zeiträume zu überstehen vermögen. Aber auch der Zweck des Unternehmens verbietet es oft, an den Talsperren ein für das menschliche Auge und Empfinden zu verlockendes Bild zu schaffen.

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Abb. 81. Ennepe-l’alsperre bei Schwelm i./Westfalen mit Überlauf auf der Mauer.

Man will durch Stauweiher, die der Trinkwasserversorgung dienen, keine Anziehungspunkte schaffen, weil dadurch — abgesehen von dem Reiz, den diese Bauwerke ohnehin auf das Publikum auszuüben pflegen — große Menschenmengen angezogen werden. Durch unvermeidliche Beigaben, wie Restaurationsbetrieb u. a., wird die Gefahr der Verunreinigung des Talsperrenwassers heraufbeschworen. Manche Städte haben mit Recht alles getan, um die Anziehungskraft ihrer Stauweiher nach Möglichkeit zu vermindern.

Auf der Grundlage solcher allgemeiner Überlegungen wird es die Aufgabe des Architekten sein, Beziehungen zu finden zwischen den Zielen der Architektur und des Ingenieurbaues, um das Bauwerk auszugestalten und ihm Reiz und Innigkeit zu verleihen, — mehr, als dies die meist nüchterne Art des Ingenieurs vermag. Durch die Entnahmevorrichtungen, die sich bei vielen unserer Talsperren in zwei Stollendurchbrechungen konzentrieren, wird eine Dreiteilung des Grundrisses geschaffen. Durch die hier eingelegten Rohre wird das aufgestaute Wasser entnommen und seiner nützlichen

Verwendung zugeführt. Dieser Umstand mag dem Architekten Anlaß geben, die Punkte entsprechend hervorzuheben, wobei die meist vorhandenen turmartig aufgebauten Entnahme- und Schieberschächte guten Anhalt bieten werden.

Die Zweckmäßigkeit und der Betrieb verlangen es, daß diese Mauerdurchgänge an der Luftseite durch häuserartige Aufbauten abgeschlossen werden. Weitere markante

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Abb. 82. Die Meschcder Talsperre mit dem Denkmal Intze’s.

Punkte sind die Überläufe, über die das überschüssige Wasser bei gefülltem Becken abfließt. Je nachdem diese an den Hängen liegen und als Kaskaden oder als Überläufe auf der Mauer selbst ausgebildet werden, wird der Architekt eine Wirkung erzielen können, um die konstruktive Bedeutung der Einzelteile hervorzuheben. In dem meist bogenförmigen Grundriß der Sperrmauern liegt im Aufbau allein schon eine gewisse architektonische Wirkung. Die Mauerendigungen werden sich bedeutsam hervorheben lassen. Bogenkrönungen, Pfeilervorsprünge zur Betonung der Dreiteilung an den Schieberhäusern (Bever), von massigen Pfeilern getragene Uberdeckungen der Uber-

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Abb. 83. Die Solinger Talsperre im Sengbaclitale.

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Abb. 84. Die Croton-Staumauer für die Wasserversorgung von New-York.

laufe (Bever, Virnwy) sind hierbei mit Vorteil angewandt worden, um mit einfachen billigen Mitteln ein übriges zu tun. Die Umgebung der Talsperren, die Gestaltung der Ein- und Umläufe der Stollen, der seitlichen Überläufe usw. wird sich einem einheitlichen Aufbau entsprechend anpassen müssen. Ob es jedem Geschmack entspricht, sei dahingestellt, aber sicherlich kommt in dem Bilde des großen Löwen, der die Talsperre der Gileppe krönt, ein bedeutendes Symbol zum Ausdruck, und die Wirkung, wenn man von dem unteren Tale dieser Sperrmauer entgegenschreitet, ist sicherlich eine überraschende und tiefgehende. So ist dieses Bauwerk durch eine hervorstehende figürliche Beigabe bedeutsam gekennzeichnet. Eine erfreuliche Betätigung ihres Könnens haben die Architekten bei der Preisausschreibung für die architektonische Ausbildung der Möhne-Wenn zwar bei diesen Entwürfen noch so recht kein über-

talsperre bewiesen¹).

zeugender Gedanke zum Durchbruch gekommen ist, so will doch jede Kraft erprobt und geübt sein, und es ist zu hoffen, daß weitere, derartig fördernde Anregungen zu einer tiefen Auffassung und wahrem Ausdruck gelangen.

Über die ästhetischen und allgemeinen kulturellen Grundsätze bei der Anlage von Talsperren s. auch Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1906, S. 47 ; Talsperre 1908, S. 319 u. 353; Zeitschrift für d. ges. Wasserwirtschaft 1908, S. 101; Architektonische Behandlung der Talsperren, Eng. Rec. Dez. 1903, S. 738; Die Graiz Goch-Talsperre (Birmingham, England), Eng. Rec. Jan. 1904, S. 120; Scient. Amer. Suppl. Mac. 1904; Über die Architektur der Waldecker Talsperre s. Zentralbl. d. Bauverw. 1911, S. 326.

In den Abb. 81 bis 84 sind die Ansichten von einigen großen Talsperren dargestellt.

III. Berechnung und Querschnittsgestaltung der gemauerten Talsperren.

§ 21. Geschichtlicher Rückblick über die Entwicklung der Querschnittsformen. Wie ein geschichtlicher Rückblick zeigt, sind uns Sperrmauern überkommen, die in einer Zeit errichtet sind, in der die heutige und wohl überhaupt eine Theorie

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für die Berechnung des Querschnitts noch nicht bekannt war. Es sind aus solcher Vorzeit auch steinerne Brücken erhalten, deren Bauart auf eine genauere Theorie nicht fußt. Aber während die Brücken älterer Zeit nicht sehr

viel in den Maßen ihrer tragenden Konstruktionsglieder von den modernen Brückenbauten abweichen, zeigen die alten spanischen Sperrmauern Abmessungen, die mit den Formen nach heutiger Anschauung nicht viel gemein haben. Jene suchten lediglich eine Massenwirkung und nur ihre Bogenform zeigt, daß man schon damals die Gewölbewirkung auch nach dieser Richtung hin ausnutzen wollte. Die spanischen Staumauern sind die ältesten

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Abb. 85. Alicante. Ung. 1 : 1000.

gemauerten Talsperren, die wir kennen, und es ist darum interessant, ihre Querschnitte mit den neuzeitlichen Talsperren zu vergleichen. Die Abb. 85 zeigt die von 1579—1584 errichtete Mauer von Alicante. Es ist nicht so sehr die Sohlenbreite von 33,7 m, die hieran auffällt, sondern das ungewöhnliche Maß der Kronenbreite von 20 m und damit der starke Gesamtquerschnitt. Es ist das Verhältnis von Breite zu Höhe der Mauer etwa rund 0,8. Ein weiteres Beispiel bietet die Mauer von Almanza (Abb. 86),

die für Bewässerungszwecke dient. Es scheint, daß der untere und obere Teil aus zwei getrennten Zeitpunkten stammt. Die Mauer bildet den Abschluß einer unten nur etwa 30 m breiten Gebirgsschlucht, die sich bis zur Höhe der Mauerkrone auf 90 m erweitert. Auch hier ist es nicht die Stärke der Mauer, die auffällt, sondern ihre eigenartige Querschnittsform, die erkennen läßt, daß man sich den statischen Forderungen noch wenig anzupassen verstanden hat. Weiterhin seien von diesen älteren spanischen Werken noch erwähnt die Mauern von

23 m hoch;

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Puentes (1785—1791, zerstört 1802;) die in den Jahren

50 m hoch,

1881—1886 neu erbaut wurde..........

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. . 93,3 m hoch geplant; .    .    35    m    hoch;

.    .    31    m    hoch;

.    .    32    m    hoch;

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von 57 m erreicht hatte).....

Yal de Infierno (1785—1791) (Abb. 88)

Nijar (1843—1850) (Abb. 89).....

Lozoya (um 1850).........

Villar (1870—78)    .........

die beiden Hijar-Sperren (um 1880) Höhe etwa 72 m.

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Abb. 88. Val de Inflerno. Ung. 1: 1000.

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Abb. 86. Almanza.

Abb. 87. Klche-Talsperre. Ung. 1: 500.

Abb. 89. Nijar. Ung. 1 : 1000.

Die Querschnitte dieser spanischen Mauern finden sich ziemlich vollständig- u. a. bei E. Wegmann, The Design and Construction of Dams, V. Aufl. 1908. S. ferner Schuyler, Reservoirs for Irrigation usw. II. Aufl. Neuyork 1908.

Die theoretische Formgebung der Sperrmauern hat um die Mitte des vorigen Jahrhunderts eingesetzt und zwar in Frankreich. Sie knüpfte sich an den Bau der Talsperre des Furens (Gouffre d’Enfer). Die französische Konstruktion wurde damit zur Grundlage für diese heute im allgemeinen anerkannte Querschnittsform und die Talsperre des Furens ist ein klassisches Beispiel. Sie wurde vorbildlich für viele späteren Ausführungen. Es mag daher ein kurzes Eingehen auf den Werdegang dieser grundlegenden Theorie in Frankreich berechtigt erscheinen.

In früherer Zeit glaubte man die Standsicherheit der Sperrmauern gewahrt, wenn im Querschnitt das Moment des Mauergewichts G größer ist, als das Moment des Wasserdrucks W, wenn also (s. Abb. 90)

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Man dachte in diesen Zeiten zwar schon daran, daß Sicherheit gegen Gleiten vorhanden sein müsse, daß also die Bedingung

2)

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erfüllt sein müsse, wenn f der Keibungsbeiwert ist; aber man übersah dabei, daß wenn Ä man auch ö«> W ■ h ist, so doch die Kantenpressungen an ~ der Kippstelle unzulässig große werden und nicht zu duldende Zugspannungen auftreten können.

Der Franzose de Sazilly war der erste, der darauf hinwies, daß die Bedingungen unter 1) und 2) nicht ausreichen. Er betonte, daß die Kantenpressungen nicht das zulässige Maß überschreiten dürfen. (Annal, des ponts et chaussées 1853 II S. 191.)

Der Querschnitt von de Sazilly zeigt, daß dieser Ingenieur sehr vorsichtig konstruiert hat, denn die Grundbreite (52,2 m) ist größer als die Höhe (50 m). Die theoretischen Kurven der Begrenzung sind durch Absätze ersetzt. (Abb. 91). Der abgestufte Querschnitt nach de Sazilly findet sich u. a vor am Tytam Damm, Bridgeport Damm, Hijar Damm, Gros Bois und am Überlauf der Croton-Sperre.

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Abb. 91. Querschnitt nach de Sazilly.

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Die Untersuchungen de Sacilly’s hat dann Delocre fortgesetzt auf der Grundlage

1.    der zulässigen Höchstbeanspruchung

2.    der Sicherheit gegen Gleitend

Delocre gelangte zu Differentialgleichungen der Querschnittskurven, die sich als nicht integrierbar erwiesen. Er führte dafür gradlinige Begrenzungen ein. Seine Form setzt sich aus Trapezen zusammen. (Abb. 92). Der Querschnitt nach Delocre zeigt wie der von de Sazilly, daß die Drucklinien für volles und leeres Becken sehr nahe an der Mauermitte liegen. Die Sohlenbreite ist fast gleich der Mauerhöhe. Delocre unterscheidet zwei Fälle:

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Abb. 92. Querschnitt nach Delocre.

1.    Staumauern für weite Täler, im Grundriß gradlinig,

2.    Staumauern für enge Täler, im Grundriß bogenförmig.

Die Gewölbewirkung wurde von ihm bereits berücksichtigt, jedoch nur in elementaren Untersuchungen²). Graeff, Delocre und Montgolfier wandten diese theoretischen Grundsätze zuerst an bei der erwähnten in den Jahren 1861 bis 66 erbauten Talsperre im Furens (Nebenfluß der Loire) bei St. Etienne (Abb. 93), womit diese erste wissenschaftliche Lösung der Aufgabe nach de Sazilly praktische Verwertung fand.

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Abb. 98. Furens (Gouffre d’Enfer).

Die Staumauer im Furens ist die erste, die nicht nur unter der Bedingung konstruiert ist, daß 1. ihr Stabilitätsmoment größer als das Wasserdruckmoment und 2. Sicherheit gegen Gleiten vorhanden ist. Es ist hierbei auch von Graeff und Delocre die von de Sazilly aufgestellte Forderung beachtet, daß 3. die Beanspruchungen des Mauerwerkes und des Baugrundes zu berücksichtigen sind. Die größte Beanspruchung beträgt rund 7kg/qcm, die Mauer hat bei leerem und gefülltem Becken die annähernd gleiche Beanspruchung. Der Stauinhalt ist 1,6 Mill. cbm³). Graeff hat seine Anschauungen als Grundsätze für die Ausführung von Staumauern niedergelegt in einem bemerkenswerten Aufsatze über die Form und Konstruktion der Furens-Talsperre in den Ann. des ponts et chaussées 1866 II. S. 184. Einen Vergleich des Mauerwerksverbrauches in den alten spanischen Talsperren mit dem des Furens-Talsperrenquerschnittes erweist, daß der Flächeninhalt dieser spanischen Mauern den nach dem französischen Vorbild notwendigen Querschnitt bis 177 v. H. (Val de Infierno) übersteigt.

Die Untersuchungen Uber den zweckmäßigsten Querschnitt der Sperrmauern haben auch späterhin fortgesetzt die Ingenieure beschäftigt. Es liegt hier nicht nur ein wissenschaftlich weites Feld vor, sondern es ist dies auch eine wirtschaftlich bedeutsame Aufgabe, die darin gipfelt, mit dem geringsten Aufwand an Baustoff den Druck der gewaltigen Wasseranstauungen in dem Becken, die in neuester Zeit eine Gesamthöhe über Gründungssohle bis 100 m erreicht haben, mit vollster Sicherheit aufzunehmen und auf den Fels des Untergrundes und die Wände der seitlichen Berghänge des abgesperrten Tales zu übertragen.

Es seien noch einige Ergebnisse derartiger theoretischer Betrachtungen mitgeteilt.

Der Querschnitt von Krantz⁴). (Abb. 94). Die Berechnungen von Krantz lehnen sich an die Rechnungsverfahren von de Sazilly und Delocre an. Das Mauergewicht wurde zu 2300 kg/cbm angenommen. Krantz ersetzte die theoretisch gefundenen Kurven, die nicht von der einfachsten Art sind, durch Kreisbögen, die sich jenen mehr oder weniger anschmiegen. Die Drucklinien liegen im mittleren Mauerdrittel nahe bei einander. Die größte Baustoffbeanspruchung beträgt 6 kg/qcm.

Rankine weist in seinem Aufsatz »Report on the design and construction of masonry dams¹)« erneut daraufhin, daß die zulässigen Beanspruchungen an der Luft-und Wasserseite nicht überschritten werden dürfen, und stellte zuerst die Forderung auf, daß die Drucklinie bei vollem und leerem Becken innerhalb des mittleren Mauerdrittels verlaufen müsse; damit an keiner Stelle Zugspannungen entstehen. Es sei bemerkt, daß schon Rankine betont, daß Zugbeanspruchungen im Mauerwerk nicht zugelassen werden sollten. Rankine entwickelt einen Querschnitt der von logarithmischen Kurven auf beiden Seiten begrenzt ist. Kennzeichnend für seinen Querschnitt ist die weitauslaufende Spitze an der Luftseite. (Abb. 95). Während in der halben Mauerhöhe (30 m) die Breite etwa gleich ²/₃ der Höhe ist, ist an der Sohle die Breite (69,6 m) wesentlich größer als die Höhe (60 m). Rankine hob ferner hervor, daß nicht die lotrechte Komponente am Mauerfuß maßgebend sei für die Beanspruchungen des Materials, sondern die Randbeanspruchungen (Hauptspannungen). Die Richtung der Kraft an der Mauergrenze sei die der Tangente, zum Mindesten müsse, wenn die Luftseite des

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Abb. 94. Querschnitt nach Krantz.

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Abb. 95. Querschnitt nach Bankine.

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Mauerfußes spitzer verlaufe als die Begrenzung an der Wasserseite, die nach der lotrechten Komponente berechnete zulässige Beanspruchung an der Luftseite kleiner als an der Wasserseite sein.

Im wesentlichen stimmen alle diese Querschnitte — mit Ausnahme des von de Sazilly — darin überein, daß sie an der Wasserseite eine im obern Teile lotrechte Wand haben, im untern Teile ein wenig konkav sind und einen mehr oder minder kurvenförmig vorspringenden Fuß aufweisen. Die Luftseite ist durch eine Bogenlinie begrenzt, die nach dem Fuß in eine Böschung von etwa 1:1 ausläuft.

Intze hat die zweckmäßigste Querschnittform in einem Aufsatz »Kaimauern, Stützmauern und Talsperren«²) untersucht. Seinen späteren zahlreichen Ausführungen von Sperrmauern legte er einen Querschnitt zugrunde, dessen Kennzeichnendes die oben zurücktretende geböschte Begrenzung und der vorspringende Fuß, die Verblendmauer und die Erdschüttung an der Wasserseite ist (Ahb. 96). Die obere Böschung sollte hei leerem Becken das Mauergewicht mehr nach der Mauermitte verlegen. Der ausge-

The Engineer 1872.

²) Deutsche Bauzeitung 1875.

rundete Fuß an der Wasserseite soll nach den später unten mitgeteilten neueren englischen Versuchen geeignet sein, das Auftreten von Zugbeanspruchungen hintanzuhalten. Es ist geschichtlich nicht uninteressant zu verfolgen, wie Intze mit seinen Talsperren-Querschnitten zu immer stärkeren Maßen gekommen ist. Die ältesten Ausführungen — Remscheid, Füelbecke, Milspe — erscheinen nach heutiger Auffassung verhältnismäßig-schwach. Teils wohl unter dem Druck äußerer Einflüsse, teils der eigenen Ansicht folgend, hat Intze die Querschnitte derLingese-, Bever-, Herbringhauser-Talsperre stärker gemacht. Noch reichlichere Abmessungen haben die Querschnitte der Mauern im Sengbachtale bei Solingen, im Urfttale (Eifel), bei Marklissa am Queis und bei Mauer am Bober erhalten.

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Abb. 96. Querschnitt nach Intze.

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Weitere Untersuchungen, auf die hier nicht eingegangen werden soll, sind angestellt von Bouvier, Guillemain, Hétier, Clavenad, Pelletreau, Lévy, Bellet u. a.m.¹). Neuerdings hat Platzmann²) die Bestimmung des günstigsten Querschnitts derStaumauern auf der Grundlage der Hauptspannungen versucht. Aus durchgerechneten Beispielen wird von ihm eine Reihe von Querschnitten für verschiedene Mauerhöhen abgeleitet und er gelangt dabei zu ungewöhnlich starken Abmessungen. Die Schrift ist als ein Versuch, die nicht ganz einfache Lehre von der Standsicherheit der Staumauern weiter auszubauen, anzuerkennen. Ein Entwurf nach den aufgestellten Leitsätzen würde allerdings sehr hohe Kosten bei der Ausführung ergeben. Die Erfahrung, die erwiesen hat, daß die nach den bisherigen Grundsätzen erbauten Mauern durchaus standsicher sind, würde ein solches Vorgehen

i) Näheres in Bellet, Barrages en Maçonnerie Grenoble 1907, S. 46 u. f. M. Lévy, Ann. des p. et

chauss. 1897.

²) Über den Querschnitt der Staumauern. Leipzig 1908.

(Manual of Applied Mechanics. 3. Aufl. 1864), und diese Form ist immer der Ausgangspunkt für die theoretischen Betrachtungen gewesen. Die Gleichgewichtsbedingungen für den Dreiecks-Querschnitt ergehen sich aus folgender Überlegung: Soll die Bedingung erfüllt werden, daß keine Zugspannung im Mauerwerk an der Wasserseite entsteht, so darf die resultierende R äußerstenfalls durch die Kerngrenze an der Luftseite gehen, das Moment für diesen Punkt muß daher gleich 0 sein, indem dieser Punkt als Drehpunkt anzusehen ist.

Es ist (Abb. 98)

1. volles Becken

Mauergewicht y₀ ■

worin y₀ das Einheitsgewicht des Mauerwerks,

wenn das spezifische Gewicht des Wassers

Lu

1 ■ h ■ h h²

Wasserdruckgewicht ~

Li

= 1 gesetzt wird.

Nach der Momentengleichung: b-h

2 " “    2 ' 3

y₀ • b² — h² und

Zu •

r-O ICO

h²

= 0, wird

Vyo ’

‘-‘Vs

2. leeres Becken.

Bei leerem Becken geht die Stützlinie (Gewicht des Mauerwerks) durch den wasserseitigen Drittelpunkt. Beide Stützlinien sind gerade Linien, die das mittlere Drittel der Querschnittsfläche begrenzen.

Es ist für Ziegelmauerwerk j/₀ = l,8 bis 2,0, für Bruchsteinmauerwerk y₀ ■ 2,25 bis 2,5.

Setzt man z. B. y₀ — 2,25, so wird b =

h •    ¹

V2,25

1.5    3

lk.

3 -6 m

-T

7777777777777773777777777777777WŻ7/-

Abb. 99.

§ 26. Querschnittsgestaltung nach praktischen Gesichtspunkten. Aus praktischen Gründen kann die Mauer oben nicht mit einer scharfen Kante endigen. Hier liegt meistens eine Wegeüberführung, mindestens aber eine Brüstung irgendwelcher Art. Das aus diesem Grunde hier anzusetzende Dreieck erhält im allgemeinen eine Kronenbreite von 3—6 m (Abb. 99). Infolge dieser Auflast tritt eine Abweichung von der reinen Dreiecks-Grundgestalt ein, deren Wirkung sich bis in die unteren Mauerteile fortsetzt. Die Luftseite des Querschnittes erhält oben meist eine kurvenförmige Ausrundung. Wenn ferner an der Wasserseite schon durch die Eigenlast die zulässige Baustoffbeanspruchung g erreicht wird, so muß hier eine Verbreiterung des Fußes erfolgen, wodurch eine weitere Abweichung von der Dreiecksform herbeigeführt wird. Die Höhe, von welcher ab dies zu geschehen hat, ergibt sich aus der Beziehung h • yfl = o. Ein Vorsprung an der Wasserseite wird zudem von dem Punkt ab nötig, in dem die Schwerlinie des oberen Zusatzdreiecks die Drucklinie des Grunddreiecks für leeres Becken schneidet. Von dieser Stelle ab würden an der Luftseite Zugspannungen entstehen, wenn

nicht die erwähnte Verbreiterung eintritt. Diese Forderung, die Spannung an der Wasserseite zu ermäßigen, hat in neueren Ausführungen (Marklissa, Mohne, Waldecker Talsperre) dazu geführt, die Profilbegrenzung hier nicht lotrecht zu machen, sondern im ganzen ein wenig Uberzuneigen, um den Schwerpunkt des Querschnittes bei leerem Becken mehr nach dem Kern hinzubringen. Die erforderlichen Ableitungen s. § 31.

Es liegt allerdings kaum ein Grund vor, die Begrenzung der Mauer an der Wasserseite nicht lotrecht zu machen, so lange nicht die höchste zulässige Beanspruchung erreicht ist, wie auch Wegmann in seinem Buche »Design and Construction of Dams« hervorhebt. Eine Verbreiterung ist im allgemeinen auch an der Luftseite gegenüber der an sich vorhandenen Böschung nötig, wenn die Forderung von Bank ine erfüllt werden soll (s. 0.)

KopfteH

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Hals (Zw/sch eng lied)

Rumpf (Mittlerer Teil)

Fuß teil

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o; Mittellinie Stutz Unie

M-

8

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CD

CD

Somit sind 3 Teile im Querschnitt vorhanden, die schon Delocre unterschied: ein Kopfteil, ein mittlerer Teil und ein Fußteil. Bei gleichförmig verteilter Belastung der Grundfläche sind die Begrenzungslinien des Fußes logarithmische Kurven. Um noch eine größere Stetigkeit des Überganges herbeizuführen, schaltete Kreuter zwischen dem Kopf- und mittleren Teil ein Zwischenglied (Hals) ein, durch das sein Querschnitt (Abb. 100), den er als einen von durchaus gleicher Sicherheit bezeichnet, vier durch wagerechte Grade getrennte Gebiete besitzt¹)-

Kennzeichnend für den älteren Querschnitt Kr eut er s ist ferner das Überhängen des oberen Teiles, eine Form, die für die praktische Ausführung jedoch wenig erwünscht ist. Kreuter entwickelt den Gedankengang seiner Querschnittsform wie folgt: Wenn wir auf die dreikantige Grundform einen rechtkantigen Kopf aufsetzen, so kann dieser nur der Bedingung entsprechend hergestellt werden, daß an seiner Grundfläche der äußere (talseitige) Druckmittelpunkt (bei vollem Teiche) an den Kernrand, also ins äußere Drittel rückt. Der innere Druckmittelpunkt (bei leerem Teiche) wird immer in die Mitte fallen. Im darunter liegenden Teile des Mauerquerschnittes, dem Rumpf, sollen

!) Zeitschr. f. Bauwesen 1894, S. 471.

nicht begründet erscheinen lassen. Wenn man die Hauptspannungen bei der Formgebung berücksichtigt, so wird man unbedenklich auch größere Baustolfbeanspruchungen zulassen dürfen, als Platzmann dies tut, der bis zu 10 kg/qcm für Mauerwerk geht.

Ü ber die neuestenUntersuchungen von Kreuter, Mohr, Linku. a. siehe die folgenden Paragraphen.

Eine eigenartige Erscheinung in diesem Entwicklungsgänge ist die Gileppe-Talsperre (erbaut 1870/71), deren Abmessungen (Abb. 97) an die der alten spanischen Mauern erinnern.

Die Ansichten der ameri-

(56,50)

»7, 70------

(8,80)

Abb. 97. Die Gileppe-Talsperre.

kanischen Ingenieure über die Querschnittform der Sperrmauern haben eingehenden Ausdruck gefunden bei den Verhandlungen über die Formgebung der neuen

Croton-Talsperre (s. Proceedings ot the American Society of Civil Engineers, Jan. u. März 1907).

Im großen und ganzen kannman aussprechen, daß die von de Sazilly in den Ann. des ponts et chausées 1853 Bd. II niedergelegten Auffassungen noch heute für alle Querschnittsbildungenmaßgebend sind, wenn man von einigenÄußerlichkeiten der Linienführung absieht.

§ 25. Die naturgemäße Querschnittsform. Nach diesem geschichtlichen Rück-

sich der Frage nach den Grundsätzen im

blick der Entwicklung der Theorie wird man einzelnen zuwenden müssen, die der Querschnittsgestaltung zum Anhalt gedient haben.

Es würde an dieser Stelle zu weit führen,

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die Theorie der Sperrmauern von Grund und umfassend zu behandeln. Dies ist ein großes Sondergebiet, und es muß in dieser Hinsicht auf die entsprechende Literatur verwiesen werden, wovon als neuere, die Werke von Lévy, Bellet, Kreuter, Wegmann, Link u. a. m. hervorzuheben sind. Es sollen hier nur die wesentlichen Grundlagen und Ableitungen wiedergegeben werden und die Ergebnisse, soweit sie für die praktische Querschnittsgestaltung Bedeutung für den Entwurf zu bieten. Über neuere

aus

Abb. 98.

haben, um dem Konstrukteur die Unterlagen Gesichtspunkte siehe auch § 32.

Die naturgemäße Querschnittsform der Talsperren als Stützmauern ist, rein theoretisch betrachtet, die Dreiecksform — das rechtwinklige Dreieck mit lotrechter Wand an der Wasserseite —, dessen Masse gleich wie der Wasserdruck nach unten gleichmäßig wächst und somit eine Form von gleicher Widerstandsfähigkeit liefert. Hierauf hat schon, wie Kreuter hervorhebt⁵), Rankine im Jahre 1864 hingewiesen

Querschnittsgestaltung nach praktischen Gesichtspunkten.

227

die beiden Druckmittelpunkte durchweg an den entgegengesetzten Kernrändern liegen, d. h. die Stützlinien müssen mit den Kerngrenzen zusammenfallen. Wir haben also zwischen »Kopf« und »Rumpf« noch ein Zwischenglied, einen »Hals« einzuschalten, in welchem der Übergang stattfindet. Diesen Hals machen wir trapezförmig, auf der Wasserseite lotrecht, und geben ihm solche Abmessungen, daß er sich oben an den Kopf anschließt und daß an seiner unteren Begrenzung die beiden Druckmittelpunkte je an die Ränder des mittleren Drittels fallen, wie es in dem darauffolgenden Rumpfe durchweg stattfinden soll. Im Rumpfe wächst der Randdruck stetig, bis die Grenzhöhe erreicht ist, von welcher ab die Randspannung nicht mehr wachsen, sondern festwertig bleiben soll. In diesem unteren Teil — dem Fuß — können die Stützlinien nicht mehr den Grenzen der Kernfläche folgen, sondern sie müssen sich gegen die Mitte hereinziehen⁶).

In dieser neueren Untersuchung geht der Verfasser von der vorerwähnten Abhandlung über die Berechnung der Staumauern aus und entwickelt nach einigen einleitenden Bemerkungen über die praktischen und wissenschaftlichen Vorbedingungen die Bestimmungsgleichungen für die Querschnittsgestaltung. In einem weiteren Abschnitt werden diese Ergebnisse angewandt zur Formgebung eines kleinstmöglichen Querschnitts für einen Körper von gleicher Festigkeit. Die neueren, von französischen (Maurice Lévy) und englischen Mathematikern und Ingenieuren⁷) aufgestellten Gesichtspunkte werden dabei berücksichtigt. Die Bestrebungen, die günstigste Querschnittsform der Talsperren zu finden, sind neuerdings wiederum stark in den Vordergrund gerückt und im Interesse der Kostenverminderung sicherlich berechtigt. Aber man sollte davon Abstand nehmen, die Begrenzungslinien allzusehr den streng wissenschaftlichen Bedingungen anzupassen, ohne dabei den Forderungen der Bauausführung gleichmäßig Rechnung zu tragen. Knickpunkte in der Linienführung sollte man vermeiden. Dadurch wird die Neigung zur Rissebildung gefördert. Sanfte Übergänge sind für den allmählichen Wechsel der Beanspruchungen und den Ausgleich der inneren Spannungen sowie für das Aussehen erwünscht. Es ist auch schwer, wie es Kreut er vorschlägt, einen Körper von gleicher Festigkeit dadurch zu erzielen, daß man, entsprechend der verschiedenen Inanspruchnahme der Teile des Querschnittes, verschieden feste Mörtelmischungen anwendet. Die Durchführung eines solchen Vorhabens ist im Arbeitsbetriebe bei der Mauerung der Talsperren — wie der Verfasser aus eigenen Ausführungen weiß — kaum derart zu übersehen, daß man für das Gelingen die erforderliche Gewähr hat.

Man kann zwar einwenden, daß theoretisch die Mauerstärke an der Krone gleich Null sein kann und daß somit in den obersten Lagen eine bei weitem zu starke Materialanhäufung vorhanden ist, die eine sehr geringfügige Beanspruchung zur Folge hat. Man würde nach dieser Anschauung erst von einer gewissen Grenze ab dem wachsenden Drucke einen zunehmenden Mauerquerschnitt entgegensetzen. Wie groß nun auch die wirkenden Kräfte sind, ob sie dem Widerstandsvermögen des Baustoffes nach den üblichen Annahmen angepaßt sind oder ob sie weit dahinter Zurückbleiben, stets wird, wie bemerkt, eine scharfe Änderung im Querschnitt einen entsprechenden plötzlichen Wechsel in der Materialbeanspruchung zur Folge haben. Es ist klar, daß dies ungleiche Zusammenpressen und infolgedessen ungleiche Längenänderungen des gedrückten Materials herbeiführen muß, wodurch leicht Risse eintreten können. Man wird also gut tun, der nach

Allgemein wird die Verteilung der Mauermasse im Querschnitte so zu treffen sein, daß die Beanspruchungen an der Luftseite und Wasserseite im Mauerwerke und auf dem Felsgrund bei gefülltem und bei leerem Becken annähernd gleich groß sind. Es folgen aus einer solchen Inanspruchnahme des Materials die kleinste Mauermasse und die geringsten Kosten. Daraus erklärt sich die geböschte Abgrenzung, die die meisten Sperren an der Wasserseite haben. Meist ist diese Abgrenzung eine einheitliche Linie etwa in 1: 10 bis 1: 20. Intze wählte, wie schon bemerkt, eine gebrochene Linie (Abb. 96), woraus sich der Vorteil ergibt, daß bei gefülltem Becken die Mittellinie des Druckes weniger schräg steht, aber auch der Nachteil, daß sie mehr nach der Unterwasserseite tritt, die Mauer also bei gleichem Baustoffaufwand weniger standfest ist.

unten hin stetig zunehmenden Belastung durch einen stetig größer werdenden Querschnitt zu begegnen. Diese Ausgleichung geschieht praktisch durch eine kurvenförmige Begrenzung.

Für die Querschnittsbemessung der Talsperren von mittlerer Höhe ist nicht sowohl die Beanspruchung des Materials als die Forderung maßgebend, daß die Drucklinien in allen Fällen im Kern verbleiben, also äußerstenfalls an dessen Grenzen herantreten dürfen, damit Zugspannungen unter allen Umständen vermieden werden. Solche können besonders an der Wasserseite gefährlich werden, wo ein etwaiges Offnen der Lagerfugen den Eintritt des Wassers und die Entwicklung des inneren Auftriebes in der Mauer zur Folge haben würde (s. § 32). Man geht hierin bisweilen wohl noch einen Schritt weiter und verlangt, daß an der Wasserseite bei der ungünstigsten Beanspruchung des gefüllten Beckens noch ein Uberschuß an Druck vorhanden bleibt. Bei hohen Sperrmauern welche eine große Belastung des Untergrundes schon durch ihr Eigengewicht verursachen, bedingt die zulässige Kantenpressung, die bei gutem Gestein und Mörtel und festem Felsuntergrunde auf höchstens 10 bis 12 kg/qcm bemessen wird (s. § 29), die Verlegung der Drucklinie nach dem Kern und zwar entsprechend der Zunahme der Höhe mehr und mehr nach der Mitte der Mauerbreite. Daraus erklärt sich auch, daß bei

sonst gleichen Rechnungsannahmen das Verhältnis von unterer Breite zur Höhe, welches bei Mauern bis etwa 25 m 0,66 bis 0,70: 1 beträgt, mit wachsender Mauerhöhe zunimmt und bei etwa 60 m Höhe annähernd 1: 1 wird.

Bei einigen neueren preußischen Talsperren hat man im Interesse erhöhter Sicherheit bei etwaiger Gefährdung der Mauer im Betriebe verlangt, die Hochwasserentlastungen im Grunde des Beckens so groß zu bemessen, daß man imstande ist, den Wasserstand im Becken in jeder beliebigen Höhe zu halten. Die Entlastungseinrichtungen müssen also den höchsten Hochwasserzufluß ab führen können. Diese Forderung erklärt sich daraus, daß man in gefährdeten Zeiten den Wasserstand in solcher Höhe halten will, um ein Kippmoment in der Mauer zu vermeiden. Die Drucklinie soll durch die Mauermitte gehen. Dieser Fall tritt in der Regel bei ³/₄ Füllhöhe ein. Bei guter Massenverteilung pendelt die Drucklinie bei leerem und gefülltem Becken zwischen den beiden Kerngrenzen. Ist das Profil so gestaltet, daß dies zutrifft, so zeigt die statische Untersuchung, daß bei ³/₄ Füllhöhe die Drucklinie etwa bis nach der Mauermitte gedrängt wird. Es ist dann das Moment M = o\ es entsteht kein Kippmoment und es ist also die günstigste Beanspruchung vorhanden.

Falls die Hochwasserentlastungen nicht den vorstehenden Forderungen entsprechen, so sollte die Sohlenbreite so groß bemessen werden, daß bei gefülltem Becken die Drucklinie ganz oder annähernd durch die Fugenmitte geht. Es ist das scheinbar eine sehr weitgehende Forderung, aber man muß sich vergegenwärtigen, daß die Sammelbecken, bei denen nach Maßgabe der großen Hochflutmengen die Entlastungseinrichtungen nicht den obigen Bedingungen entsprechend eingerichtet werden können, meist auch hohe Sperrmauern als Abschluß haben, und bei diesen erfordert die Eigenlast eine reichliche Grundbreite, so daß jene Forderung annähernd mit der aus den statischen Grundbedingungen sich ergebenden Beanspruchung ohnehin zusammenfällt und eine besondere Querschnittverstärkung nicht notwendig wird.

§ 27. Die Standsicherheitsbedingimgen. Die heute gültigen Standsicherheitsbedingungen von Talsperren fußen auf den von de Sazilly und Rankine festgesetzten Bedingungen und sind die folgenden:

1.    die Drucklinie muß bei gefülltem und leerem Becken im mittleren Mauerdrittel verbleiben, damit kein Zug im Mauerwerk entsteht; (Sicherheit gegen Kippen)

2.    die unter dem Wasserdruck des gefüllten Beckens und der Eigenlast auftretenden Spannungen dürfen bei vollem und leerem Becken die zulässigen Grenzen der Materialsbeanspruchung im Mauerwerk und Felsgrund nicht überschreiten;

3.    es muß Sicherheit gegen Gleiten bzw. Abscheeren in den wagerechten Fugen des Mauerwerks und in der Gründungssohle vorhanden sein.

Die Forderung zu 3) wird im allgemeinen erfüllt, wenn die zu 1) und 2) erfüllt sind.

§ 28. Die rechnerische Untersuchung von Talsperrenquerschnitten, a) G rundlagen für die Berechnung. Die wirkenden äußeren Kräfte sind:

1.    das lotrecht wirkende Gewicht der Mauer;

2.    der wagerecht wirkende Wasserdruck:

3.    der wagerechte Teil des Erddruckes, wenn eine Anschüttung an der Wasserseite vorhanden ist.

4.    Gegebenenfalls der lotrecht von unten wirkende innere Auftrieb (Wasserunterdruck).

5.    Die lotrechte Wasserlast und gegebenenfalls die lotrechte Erdlast, (Auflast, wenn die wasserseitige Abgrenzung des Querschnittes geböscht ist).

6.    Gegebenenfalls Eisdruck und Wellenschlag.

Die Wahl des Gewichtes des Mauerwerks, die Annahmen über die Wirkung des Erddruckes, der Höhe des Wasserspiegels, der Berücksichtigung von Verblendmauer und anderes mehr, lassen dem entwerfenden Ingenieur einen Spielraum innerhalb gewisser Grenzen. Dadurch kann eine Verschiedenartigkeit der Auffassung Platz greifen, die die Einheitlichkeit der Entwurfsbearbeitung zu stören und die behördliche Prüfung, die in Preußen durch den Staat erfolgt, zu erschweren geeignet ist. Es erschien daher bald, nachdem der Talsperrenbau in Preußen zu einiger Bedeutung gelangt war, erwünscht, durch Festsetzung bestimmter Grundsätze für die Berechnung und Rechnungsannahme eine möglichste Übereinstimmung herbeizuführen. Für die Bestimmung des Mauerquerschnittes sind daher bei den neueren preußischen Talsperren im allgemeinen folgende Grundsätze als Unterlagen für die Berechnung zur Anwendung gekommen:

1. Das Gewicht für das aus Bruchsteinen, aus Tonschiefer- und Grauwackengestein oder aus Steinen gleicher Schwere und aus dem meist verwendeten Traß-kalkmörtel oder Traßzementmörtel hergestellte Mauerwerk ist zu 2300 kg/cbm angesetzt worden.

2.    In der statischen Untersuchung für gefülltes Becken ist das Verblendmauerwerk an der Wasserseite in einer mittleren Dicke von 0,7 m unberücksichtigt geblieben. Diese Verblendung ist jedoch in Rechnung gesetzt bei der Untersuchung der Standfestigkeit für geleertes Becken.

3.    Es wurde angenommen, daß der Überlauf aus irgend welchen Gründen nicht mehr in Wirksamkeit sei und daß daher der Wasserspiegel bis zur Mauerkrone steigen könne. Der Überlauf liegt in Wirklichkeit 1 m unter Mauerkrone, so daß im gewöhnlichen Verlaufe der Wasserdruck stets geringer als angenommen sein wird. Es sei im Übrigen bemerkt, daß diese Annahme im allgemeinen auch in Amerika den Berechnungen zugrunde gelegt wird.

4.    Der Erddruck der Hinterfüllung wurde, wie dies hinsichtlich des Wasserdrucks geschehen ist, bis auf den Felsen hinabreichend angenommen. Der Erddruck an der Luftseite von der Erdoberfläche bis auf den Felsen wurde dagegen nicht in Betracht gezogen. Der Boden der Hinterfüllung ist unter Wasser mit 800 kg/cbm Überlast und für einen Reibungswinkel von 20° von Erde auf Erde bei Ermittlung des Erddruckes in Rechnung gestellt worden. Der Reibungswinkel an der Mauer wurde gleich Null gesetzt.

5.    Die Vergrößerung der Standsicherheit, welche die Mauer durch ihre nach einem Kreisbogen gebildete Grundrißform und durch die gewölbartige Verspannung gegen die Talhänge erhält, ist nicht berücksichtigt worden.

Unter diesen Annahmen wird die Untersuchung in der Regel graphisch und analytisch durchgeführt.

Zu der Gewichtsannahme unter 1) sei noch bemerkt:

Bei der Berechnung der Talsperre von Marklissa, die mit Gneisbruchsteinen von 2,75 specifischem Gewicht gemauert ist, wurde ein Raumgewicht von 2400 kg/cbm angenommen. Der Berechnung der Staumauer des Alfeld-Weihers wurde ein Gewicht von 2420 kg/cbm zugrunde gelegt, wobei das Raumgewicht der Steine (Syenit-Granit) 2,66, das des Mörtels 1,919 betrug.

Gewichtsermittlung von Bruchsteinmauerwerk. Zur Feststellung des Gewichts des beim Bau der Talsperre im Sengbachtale (Wuppergebiet) zur Verwendung gelangenden Bruchsteinmauerwerks in Traßmürtel wurde vom Verfasser ein Probemauerklotz hergestellt und verwogen. Das Steinmaterial hierzu war dasselbe, wie es bei der Ausführung der Sperrmauer benutzt und im Tale in der Nähe gewonnen wird. Das Gebirge gehört der Mitteldevonformation an und besteht aus Tonschiefer (Lenneschiefer) und aus kristallinischem Schiefer, welcher mit Quarz durchsetzt ist, Grauwacke genannt. Das Einheitsgewicht dieses Gesteins beträgt nach den Feststellungen der Königlichen Prüfungsstation in Charlottenburg im Mittel 2,76; das Raumgewicht im Mittel 2,72. Der Mörtel hatte die Zusammensetzung, wie sie für das Mauerwerk der Talsperre vorgeschrieben war: 1 Raumteil Fettkalk, D/s Raumteile Traß, l»/₄ Raumteile Rheinsand und wurde während des Arbeitsbetriebes dem Mörtelwerk entnommen. Bei der Herstellung des Versuchsklotzes wurde darauf gehalten, daß die Mauerung, was Größe der Steine, Enge der Fugen, Mörtelverbrauch u. a. m. betrifft, in derselben Art wie im gewöhnlichen Baubetriebe erfolgte, so daß angenommen werden kann, daß der Versuch den tatsächlichen Verhältnissen gleichkommt. Der Probeklotz war ein Würfel von 1,20 m Seitenlänge, sein Rauminhalt also 1,728 cbm. Der Mörtelverbrauch ergab sich zu 34,7 v. H. und ist verhältnismäßig hoch wegen der unregelmäßigen Form der Steine.

Acht Wochen nach der Herstellung im Sommer 1901 wurde die Verwiegung vorgenommen, welche in doppelter Weise erfolgte. Der Körper wurde zuerst im ganzen mittels Hebelvorrichtung gewogen, zu welchem Zweck das Mauerwerk auf einer hierfür hergerichteten Tragschale aufgemauert war. Die Wage, deren Wiegebalken aus zwei Eisenbahnschienen bestand, die auf dem Kopfe einer untergelegten Schiene schwebten, ließ Belastungen der Gewichtsschale von 74 kg sehr deutlich erkennen, war also für den vorliegenden Zweck hinreichend empfindlich. Das Verhältnis der Hebelarme war

1:12,6; die Einspielung geschah mittels Nivellierinstruments. Nach Verwiegung der Zubehörteile berechnete sich das Gewicht des Mauerklotzes nach dem Hebelsatze zu 4222 kg. Darauf wurde der Mauerkörper zerkleinert und die Stücke auf einer Dezimalwage einzeln verwogen, wobei sich das Gewicht zu 4157 kg ergab. Zwischen beiden Ermittlungen besteht also ein Unterschied von 65 kg. Dieser erklärt sich im wesentlichen daraus, daß der Mauerkörper während der Zerkleinerung einen Gewichtsverlust infolge Verdunstung des in ihm enthaltenen Wassers erlitten hat. Während der Mörtel des Mauerwerks in den Außenflächen bis auf etwa 10 cm Tiefe bereits die weiße Farbe des trockenen Traßmörtels angenommen hatte, zeigte er im Innern mehr noch die lehmbraune Farbe des frischen Mörtels und fühlte sich feucht an. Um den Gehalt an Wasser festzustellen, wurden Mörtelstücke des Versuchskörpers in einem Hempelschen Trockenschrank bei 99° C vier Stunden lang getrocknet, wobei sich ein mittlerer Gewichtsverlust von 9,3 v. H. ergab. Derselbe Mörtel zu Pulver zerkleinert und dann getrocknet zeigte einen Gewichtsverlust von nur 5,1 v. H. Hieraus geht hervor, daß der Mörtel beim Zerkleinern bei einer Luftwärme von etwa 18° C 4,2 v. H. an Verdunstungsgewicht verloren hatte. Die Zertrümmerung und Verwiegung des Versuchskörpers erfolgte aber an zwei warmen sonnigen Oktobertagen, wobei außer dem Mörtel auch das Steinmaterial Gewiclitseinbuße erlitten haben wird; letzteres allerdings in wesentlich geringerem Maße, da dessen Trockenverlust im mauerfeuchten Zustande im Mittel zu 0,47 v. H. festgestellt wurde. Legt man diese Ergebnisse der Berechnung zugrunde, so findet man, daß der Mörtel des Versuchskörpers während der Zerkleinerung etwa 47 kg an Gewicht infolge Verdunstung verloren hat. Der Eest der obigen 65 kg entfällt auf den Trockenverlust der Steine und kleine Ungenauigkeiten der Verwiegung.

Man wird hiernach das Gewicht des Probemauerklotzes mit rund 4220 kg als zutreffend an-sehen dürfen, so daß sich das Gewicht für 1 cbm Bruchsteinmauerwerk zu 2440 kg ergibt. Bei dem oben angegebenen Mörtelgehalt von 34,7 v. H. beträgt das Gewicht der Steine 653 • 2,72 = 1776 kg,

664

= 1,908. Aus

347

das des Mörtels mithin 664 kg. Das Raumgewicht des Traßmörtels ist hiernach

diesen Ergebnissen läßt sich für 1 cbm der Verdunstungsverlust der Steine zu 0,01 • 1776 • 0,47 = 8,35 kg und der des Mörtels zu 0,01 • 664 • 9,3 = 61,75 kg, zusammen 70 kg berechnen, so daß sich das Gewicht des getrockneten Mauerwerks auf 2440 — 70 = 2370 kg für das Kubikmeter stellt. Man darf aber nicht außer acht lassen, daß ein so trockener Zustand, wie er in vierstündigem Erhitzen bei 99° C entsteht, in Wirklichkeit niemals vorhanden sein kann. Vielmehr wird das Mauerwerk der Talsperre, welches auf der einen Seite vom Wasser des Stauweihers bei teilweise hohem Druck benetzt wird, auf den anderen Seiten — in der Kronenfläche und an der Luftseite — den Einwirkungen der Niederschläge ausgesetzt ist, dauernd Feuchtigkeit besitzen, und zwar um so mehr, als der Traßmörtel und in geringem Maße auch die Steine wasseraufnahmefähig sind und die Austrocknung im Innern eines so großen Mauerkörpers nur ungemein langsam vor sich gehen wird. Nach obigem Verfahren getrocknete Mörtelstücke zeigten in Wasser gelegt eine Gewichtszunahme von 13,1 v. II. nach 24 Stunden und 13,3 v. H. nach 72 Stunden, während das Wasseraufnahmevermögen der Steine bis zu 0,5 v. H. bestimmt worden ist. Eine Feuchtigkeit, wie sie der acht Wochen alte Probekörper im vorliegenden Versuch aufwies, wird demnach als eine im Betriebe der Talsperrenanlage zum mindesten stets vorhandene angesehen werden dürfen, so daß das Gewicht des Bruchsteinmauerwerks in vorerwähnter Zusammensetzung bei guter Ausführung zu 2440 kg für das Kubikmeter anzunehmen ist. Bei weniger sorgfältiger Arbeit würde dasselbe allerdings durch Hohlräume in den Fugen und durch größeren Mörtelverbrauch vermindert werden.

Der statischen Berechnung der Sperrmauer ist ein Gewicht von nur 2300 kg/cbm zugrunde

gelegt worden¹;.

Die rechnerische Bestimmung des Raumgewichtes kann in folgender Weise erfolgen: Es sei das Raumgewicht des Gesteins 2,65 bis 2,71, das des Mörtels 1,91, dieses letztere wurde festgestellt bei dem Mörtel, der im Jahre 1903 in Probelöchern aus der fertigen Fülbecke-Talsperre herausgebrochen wurde. Der Mörtelverbrauch sei

36 v. H., dann ist das Raumgewicht des Mauerwerkes 0,36 • 1,91 + 0,64 d. h. 2400 kg/cbm.

= 2,40

2,71 + 2,65

9 Zentralbl. der Bauverwaltung 1901, S. 625.

Man wird sich nicht verhehlen dürfen, daß die genaue Feststellung des Gewichtes des verwendeten Mauerwerks von nicht zu unterschätzender wirtschaftlicher Bedeutung ist. Denn ob 2300, wie in Solingen zur größeren Sicherheit geschah, oder 2400 kg in die statische Untersuchung übernommen werden, das gibt einen Ausschlag von rund 4 v. H. Es würde also bei dem größeren Gewicht mit 4 v. H. weniger Masse dieselbe Gesamtlast, d. h. dieselbe Standsicherheit gegen Kippen erzielt werden. Bei dem für die Berechnung maßgebenden Kauminhalt der Solinger Talsperre von 65500 cbm Mauerwerk betragen 4 v. H. 2620 cbm. Das ergibt bei dem Preise von 15,5 Mk. für 1 cbm einen Geldbetrag von 40600 Mk. Eine vorherige sorgfältige Gewichtsermittlung verdient darum beim Entwurf einer Talsperre sicherlich Beachtung.

Wegmann berechnete 4 Querschnitte von 66 m Höhe unter der Annahme verschiedenen Mauerwerkes von 2, 2*/₆, 2y₃ und 2y₂ specifischem Gewicht. Es ergab sich

fi

//

Einheitsgewicht 2

im Besondern im mittleren Teil der Höhe eine Verstärkung bei dem leichten Mauerwerk, während am wasserseitigen gekehlt vorspringenden Fuße das schwerere Mauergewicht einen vermehrten Vorsprung bedingte. In den anderen Teilen ist der Einfluß des Gewichts unwesentlich. Abb. 101 zeigt den Verlauf der Begrenzungslinie für ein einheitliches Gewicht von 2 und 2y₂. Bis zu einer Tiefe von etwa 57 m vermindert sich die Querschnittsfläche mit wachsendem Mauergewicht, von da ab jedoch gilt das umgekehrte Gesetz. Weg mann weist darauf hin, daß das Gewicht auch Einfluß hat, auf die Form des Querschnittes.

60-

Abb. 101. Einfluß des Einheitsgewichtes des Mauerwerks auf die Querschnittsgestaltung.

Uber einige sonstige Einzelheiten der Rechnungsgrundlagen mögen noch folgende Ausführungen Platz finden.

Der Eisdruck. Die Frage der Wirkung des Eisdruckes auf die Standsicherheit der Sperren ist auf deutscher Seite zwar mehrfach aufgeworfen, hat aber eine eingehende wissenschaftliche Untersuchung noch nicht erfahren. Bei der statischen Berechnung der preußischen Talsperren ist der Eisdruck bisher nicht berücksichtigt worden, auch hat man im Betrieb unserer Talsperren — wie es nahe liegen könnte — bisher nicht versucht oder keinen Anlaß gehabt, durch Aufeisen einer Rinne entlang an der Mauer den Eisdruck unmöglich zu machen. Man hat dies nicht getan, weil keine schädliche Wirkung des Eisstandes zutage getreten ist. Ich habe wiederholt Talsperren im Eisstande gesehen, und, obwohl ich nach irgendwelchen Erscheinungen forschte, so habe ich doch keine Anzeichen wahrgenommen, die auf das Vorhandensein einer schiebenden Kraft des Eises hindeutete. Im Allgemeinen kann man beobachten, daß zwischen der gleichsam als große Scholle schwimmenden Eisdecke und der Mauer keine unmittelbare Verbindung besteht, die den theoretisch wohl denkbaren Druck übertragen könnte. Die Ausdehnung des Eises bei Erwärmung findet an den nachgiebigen Uferrändern des Stausees genügenden Spielraum.

Es würde zu weit führen, auf alle Einzelheiten hier einzugehen, die mich zu der Ansicht hinneigen lassen, daß der Eisdruck praktisch nicht zur Geltung kommt. Auch die amerikanischen Ingenieure hat dieser Gegenstand bereits beschäftigt. Eingehende Zahlenangaben Uber die mutmaßliche Höhe des Eisdruckes finden sich in den

Proceedings of the American Society of Civil Engineers, März, Mai, August und September 1904 und in den Transactions des gleichen Vereins vom Dezember 1904, wo im Anschluß an eine Mitteilung über die Lake Cheesmann Talsperre (Col) Ingenieur Knichling einige Zahlen über die Größe des Eisdruckes mitteilt. Die Angaben gehen aber außerordentlich auseinander. Sie werden beziffert z. B.: von 150—770 t für 1 qm. Von anderer Seite wird empfohlen, einen Druck von 69 t auf ein laufendes Meter in Uberlaufhöhe zu berücksichtigen. Bei der Berechnung der Sperrmauer von Scioto-River (Ohio) sollen 37 t für ein laufendes Meter angenommen sein. Als mittleren Wert setzen amerikanische Ingenieure etwa 50 t auf ein laufendes Meter. Van Buren nimmt den Eisdruck zu 60 t auf 1 m an der Dammkrone wagerecht wirkend an¹).

Mir will zweifelhaft erscheinen, ob diese Annahmen berechtigt sind. Schon die großen Unterschiede geben den Zahlen keinen besonderen Wert. Vor der Entwicklung eines derartig großen Einheitsdruckes dürfte wohl eine Zertrümmerung des Eises eintreten. Der Eisdruck durch treibendes Eis kommt selten in Frage, da die Sammelbecken den Winden kaum je eine so große Fläche bieten, daß derartige Zusammenstauungen auftreten könnten, wie in den großen Flüssen. Bemerkt sei, daß auch Wegmann den Eisdruck vernachlässigt. Weiteres über die Frage des Eisdruckes siehe auch Zentralblatt der Bauverwaltung 1908, S. 262.

Wellenschlag. Der Wellenschlag ist bei deutschen Talsperrenberechnungen bisher nicht in Ansatz gebracht worden, und es erscheint sicher, daß man den dadurch etwa hervorgerufenen Beanspruchungen genügend Rechnung trägt, wenn der Wasserspiegel bis zur Mauerkrone reichend angenommen wird. Der Wellenstoß ebenso wie der Stoß treibender Körper tritt gegenüber den sonst wirkenden Kräften verschwindend zurück, zumal die meisten Becken, zwischen hohen Bergen liegend, in ihrer Oberfläche den Winden nur geringe Angriffsflächen bieten. Sollten die Wellen eines Beckens aber eine solche Höhe erreichen, daß ihr Einfluß nicht mehr außer Acht gelassen werden kann, so wird es genügen, den Stoß des Wassers dadurch zu berücksichtigen, daß man den Wasserspiegel im Becken um das 1V₂ fache der voraussichtlichen Wellenhöhe erhöht, jedoch wird auch dies nur für die obern Mauerschichten in Betracht kommen. Man muß sich vergegenwärtigen, daß in einer gewissen Wassertiefe ein vollkommener Ausgleich des wechselnden Druckes stattfindet, der durch Wellenberg und Wellental sich bemerkbar macht. Der Ausgleich findet nach einer mittleren Linie statt, das ist der Wasserspiegel bei ruhiger See. Für die Beurteilung des Windstaues wird man die Richtung der herrschenden Winde beachten müssen, worüber Erkundigungen bei den in Betracht kommenden meteorologischen Stationen eingezogen werden können. Die Größe des Staues kann man durch Beobachtungen an den Ufern großer Wasserflächen beurteilen. Der Verfasser beobachtete beim Bau der Kraffohl-Schleuse an der unteren Nogat, daß bei einem starken Nordwind im Winter 1897/98 ein Stau von 83 cm über dem Mittelwasser sich bildete. Die Entfernung der Einmündungsstelle vom frischen Haff entlang am Kraffohlkanal und Elbingfluß gemessen beträgt etwa 12 km. An den Häfen der südöstlichen Küste des frischen Haffs, die gegen Nordwestwinde offen ist, beträgt der im Wesentlichen durch Windstau hervorgerufene Wasserstandswechsel etwa 80 cm unter Mittelwasser (bei N. W.) und 1,30 m Uber Mittelwasser (bei H. W.) die gesamte Schwankung ist also etwa 2,10 m. Die Wasserbreite des Haffes bis zur gegenüberliegenden Nehrung ist etwa 9—10 km.

9 Zentralbl. der Bauverw. 1898. S. 529.

Berücksichtigung der Wasser- und Erdlast auf der geböschten Mauerfläche an der Wasserseite. Intze pflegte bei seinem Querschnitt die Auflast des Wassers auf der obern talaufwärts geneigten Mauerfläche als äußere Kraft (Auflast) in die Rechnung einzuführen. Er tat dies auch bei solchen Querschnitten, die durchgängige Böschungen bis zum Mauerfuße hatten. Es ist zu beachten, daß diese Auflast günstig im Sinne der Standsicherheit wirkt. Während nun in den älteren Querschnitten (Abb. 96) diese Wasserauflast einen verhältnismäßig zurücktretenden Anteil hat und die Erdauf-last nicht in Betracht kommt wegen des lotrechten Abfalles der Mauer im unteren Teile, ist diese Auflast bei einem durchgängig etwa in 1: 10 geböschten Profil des Mauergewichts nicht unbeträchtlich. Die Tabelle 46 zeigt das Ergebnis einer solchen Berechnung für eine 50 m hohe an der Wasserseite in 1:10 geböschten Mauer (Abb. 109). Diese Berechnung hat der Querschnittgestaltung der Neye-Talsperre (Wuppergebiet) zugrunde gelegen.

Tabelle 46.

Fuge

Volles Becken

G I (senkrecht)    (wagerecht)

-4« Aw    E

in t j in t in t in t

Leeres Becken

Ae E

in t

in t

in t

in t

10    103

50

103

15

97

11

112

97

20 131 25a 169 25b 169 30 ! 217

20

31

49

200

312

312

131

169

169-40

35

40

45

50

450

217

21

44

75

115

612

800

1012

1250

260

307

362

433

D- (M rH ■># 05

CO M. ►H- Ol OO

G — Gewicht des Mauerwerks, W— Wasserdruck, E = Erddruck, Ae = Aqflast der Erde,

Aw — Auf last des Wassers.

Ae

Abb. 102.

In Ae und Aw (Abb. 102) ist die auf die wasserseitige geböschte Mauerbegrenzung wirkende lotrechte Erd- und Wasserlast bei gefülltem Becken in Rechnung gesetzt. Aus diesem Umstande dürfte es sich erklären, daß die Berechnung für 43 m Höhe nur 32 m Sohlenbreite ergab, während z. B. die Solinger Talsperre bei gleicher Höhe 36,5 m Sohlenbreite erhalten hat, obwohl die Baustoffbean-spruchungen nicht wesentlich voneinander abweichen. (Solingen 7,3 und 8,1 kg/qcm, Neye 8,6 und 9,1 kg/qcm Höchstbeanspruchung). Die Zulässigkeit solcher Rechnungsart erscheint fraglich. Die Sperrmauer, der auflagernde Erdkörper und das Wasserprisma werden dann als ein einheitlicher Körper gedacht. Wenn diese Annahme zwar an sich theoretisch richtig ist, so wird man doch zugunsten der Sicherheit auf den Einfluß der lotrechten Erd- und Wasserlast möglichst verzichten, zumal bei starker Böschungsneigung.

Die an der wasserseitigen Profilbegrenzung in zwei Richtungen wirkenden äußeren Kräfte der wagerechten Komponente des Wasserdruckes und der lotrechten Auf last rufen die Gefahr von Zugspannungen an der Wasserseite hervor. Zum mindesten würden sich Eiseneinlagen empfehlen. Amerikanische Ingenieure pflegen die senkrechte Komponente der Wasserlast auf der geböschten wasserseitigen Fläche der Mauer zu vernachlässigen. Schon Rankine tat dies.

Abb. 104.

Abb. 103.

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12

14

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20

22

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Abb. 103 U. 104. Statische Verhältnisse der Lauchensee Talsperre mit nnd ohne Anschüttung an der Talseite.

Die Höhe des Mauerquerschnittes nimmt nach den Hängen ab. Dementsprechend wird hier die Erdanschüttung an der Wasserseite höher hinaufgeführt und die Verblendmauer wird niedriger, wie in der Talmitte. Diese Anordnung wirkt aber günstig für die Standsicherheit, so daß der für die Talmitte berechnete Querschnitt gleichmäßig — unter entsprechender Verminderung der Höhen — an den Hängen durchgeführt werden kann.

Die Abb. 103 und 104 geben als ein weiteres Beispiel die statischen Verhältnisse der Lauchensee-Talsperre wieder unter der Einwirkung des Wasserdruckes und lassen gleichzeitig den Unterschied im Verlauf der Stützlinie mit und ohne Einwirkung der luftseitigen Anschüttung erkennen¹).

b) Das Rechnungsverfahren.

Die Berechnung der Sperrmauern kann in graphischer und analytischer Weise erfolgen. Die graphische Berechnung erscheint im allgemeinen übersichtlicher als die analytische und ergibt bei genauer Durchführung für den Entwurf hinreichend sichere

ł) Zeitschr. f. Bauwesen. 1902.

Ergebnisse. In der Praxis sind beide Verfahren üblich. Es bestehen ausgeführte Anlagen, deren Standsicherheit nur nach dem zeichnerischen Verfahren berechnet ist. Oft sind für denselben Entwurf beide Arten angewandt worden (s. S. 240 u. f.). Man hat dann eine doppelte Sicherheit in der gegenseitigen Kontrolle der ermittelten Werte.

Graphische Berechnung einer Sperrmauer. Die Untersuchung des Querschnittes erfolgt für eine Tiefe von 1 m, die Höheneinteilung ist 3,4 bis 5 m. Bei hohen Mauern genügen unter Umständen Schichthöhen von 10 m. Zunächst wird der Schwerpunkt dieser Schichten ermittelt, in denen die Gewichte 6r1? G₂, G₃ usw. wirken. Mittels Seilpolygons erhält man die Mittelkraftlinie der Gewichte. Diese Mauergewichte werden mit den Wasserdrücken und gegebenenfalls Erdlasten zusammengesetzt und zwar für jede Fuge das Gesamtmauergewicht bis dahin mit dem Gesamtwasserdruck bis zu dieser Fuge, so daß für jede Fuge die Mittelkraftlinie neu gezeichnet wird. Infolgedessen wird die Genauigkeit eine höhere, als wenn das Gewicht eines hinzukommenden Mauerteiles mit der bisherigen Mittelkraft zusammengesetzt wird. Es gleicht dieses Verfahren im Übrigen vollkommen der Zusammensetzung der wirkenden Kräfte des Mauergewichtes, des Wasser- und Erddruckes der für die statische Untersuchung von Stützmauern üblichen Bechnungsweise und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Die Untersuchung erfolgt für gefülltes und leeres Becken. Die Ermittlung des Erddruckes geschieht dabei auch auf zeichnerischem Wege in der Regel nach dem Rebhan-schen Verfahren. Hinsichtlich der Einzelheiten der Durchführung sei auf das nachstehend mitgeteilte Beispiel hingewiesen.

Eine dritte Untersuchung wird nötig, falls der innere Auftrieb in der Sperrmauer berücksichtigt werden soll. Indem zu dieser Frage auf die späteren Ausführungen Bezug genommen wird, sei kurz bemerkt, daß dieser Auftrieb gegebenenfalls im Kräfteplan als äußere Kraft eingeführt wird. Ihre Größe und der Angriffspunkt wird je nach der Annahme verschieden sein. Der volle Auftrieb greift für wagerechte Fugen als lotrecht von unten nach oben wirkende Kraft in der Fugenmitte an, entsprechend der zugehörigen Wassertiefe h. Bei dreieckförmiger Verteilung des Auftriebes greift dieser im Schwerpunkte des Dreiecks an. Die Kraft wirkt in gleicher Weise mit den übrigen Kräften zu einer Resultierenden zusammengesetzt.

Analytische Berechnung. Bei der analytischen Berechnung handelt es sich darum, den Verlauf der Stützlinie im Mauerinnern und ihre Entfernung von den Grenzen des mittleren Drittels auf rechnerischem Wege zu ermitteln, um daraus die Kantenpressungen abzuleiten. Es geschieht dies im allgemeinen für wagerechte Schnitte, die in 1 bis 5 m Höhenabstand gelegt werden. Für jede Fuge werden die wirkenden Kräfte nach Größe und Lage ermittelt und daraus ihr Angriffsmoment in bezug auf den Mittelpunkt dieser Fuge bestimmt. Die Summe dieser Momente ergibt das Gesamtangriffs-moment 3 M der oberhalb dieser Fuge wirkenden Kräfte in bezug auf die Fugenmitte.

In entsprechender Weise bestimmt man die Summe der senkrechten Lasten oberhalb der zu untersuchenden Fuge = 2F. Der Abstand c der Stützlinie vom Mittelpunkt der Fuge ergibt sich dann aus der Bedingung

Es ist z. B. mit bezug auf Abb. 105

2Y= G + Aw

worin G = Gewicht des Mauerwerks und

Aw = Auf laß des Wassers auf der geböschten Mauerfläche ist.

3 M = G g -f Aw ■ v — W

worin W = Wasserdruck.

Die Länge der Hebelsarme ergibt sich aus den geometrischen Beziehungen des

Querschnittes.

Die Entfernung des Schnittpunktes der Stützlinie mit der Fuge von der Kerngrenze ist dann d = ^

ZM

wenn b die Fugenbreite ist.

SV’

Damit hat man die erforderlichen Unterlagen, um für die betreffende Fuge die Kantenpressungen zu berechnen. Das gleiche Verfahren wiederholt sich für alle weiteren Fugen. Hierdurch ist der Verlauf der Stützlinie innerhalb des Mauerkörpers festgelegt und man wird erkennen, ob die Drucklinie innerhalb des Kerns verbleibt.

Die Aufrechnung erfolgt für volles und leeres Becken. So einfach der Gedankengang dieses Rechnungsverfahrens ist, so ist doch die Aufrechnung aller dieser Momente der senkrechten und wagerechten Kräfte, ihrer Summierungen usw. eine mühsame Sache, die man sich durch die Anwendung tabellarischer Zusammenstellungen möglichst zu vereinfachen sucht. Zur weiteren Vereinfachung der Berechnung kann hierbei in Betracht kommen, die Lage der Schwerpunkte für die einzelnen Teile des Querschnittes zeichnerisch zu bestimmen. Für die praktische Anwendung wird die unten als Beispiel gegebene Durchrechnung eines ausgeführten Talsperrenquerschnittes zum guten Anhalt dienen.

Eine genau durchgeführte Berechnung muß naturgemäß sowohl nach dem graphischen wie nach dem analytischen Verfahren zu ebendenselben Ergebnissen führen. Es empfiehlt sich dabei indessen nicht, die Berechnung für allzu dicht beieinander liegende Fugen durchzuführen, weil dies den Arbeitsaufwand unnütz steigern würde. Namentlich in den unteren Schichten der Staumauern haben die Stützlinien einen so gestreckten Verlauf, daß die Bestimmung derselben für eine zu große Anzahl von Fugen unnötig erscheint.

b y fl

Abb. 105.

IV

___L_______L_

Berechnung der Kantenpressungen. Wenn die resultierende Stützlinie durch die Mitte der Fuge geht, so ist in der ganzen Fugenbreite — nach der Navier’schen Anschauung, daß die Fugen auch nach der Deformation Ebenen sind — die gleichmäßig verteilte lotrechte Druckspannung vorhanden

ZV 1 -b

on ■

wenn

b die Fugenbreite und die Tiefe des untersuchten Querschnittes = 1 ist. Tritt

sammen. pressung die Beziehung:

die Stützlinie aus der Fugenmitte heraus, so setzt sich die Gesamtspannung aus der gleichmäßig verteilten Druckspannung und der entsprechenden Biegungsspannung zu-Man hat dann für die Bestimmung der größten und kleinsten lotrechten Kanten-

_NF_ł_ Nif °n~~ b ~ W’

worin W das Widerstandsmoment des Querschnitts ist. Es ist für den hier unter-

¹

S. Zentralblatt der Bauverwaltung 1908, S. 61.

²

   Annal, d. p. et Chauss. 1866 II S. 212.

³

   s. S. 148.

⁴

   Étude sur les murs de réservoirs. Paris 1870.

⁵

Zeitschr. für Bauwesen 1894, S. 470.

⁶

   Kreuter, Beitrag zur Berechnung und Ausführung von Staumauern. 1909. S. 31.

⁷

²)    Zentralbl. der Bauverwaltung 1906, S. 129 u. 1909, S. 277 u. § 32.

1 .besuchten rechteckigen Querschnitt IF= —7-

daraus folgt:

NF

r±6v

Neuere Versuche lassen zwar vermuten (s. weiter unten) daß diese sog. Trapezregel für die Form der Talsperrenquerschnitte nicht vollkommen genau ist, immerhin sind die Abweichungen nicht wesentliche und man wird bis auf weiteres mit den obigen Formeln rechnen können.

Abb. 106.

F"

’C

3.

-T

--b

h---

Abb. 107.

Abb. 108.

Die Randspannungen. Wie oben (S. 222) hervorgehoben, wies schon Rank ine daraufhin, daß nicht die lotrechten Komponenten, sondern die Randspannungen maßgebend sind für die Beanspruchungen des Materials. Es sei ab (Abb. 106) ein Flächenelement mit der Längeneinheit 1 (1 m), senkrecht zur Außenkante im Punkte a und a c ein wagerechtes Flächenelement, ferner o die Größe des zur Böschung parallelen Gesamtdruckes auf ac, on die lotrechte Komponente von o (Abb. 107) und or die Stärke des Randdruckes längs der Böschung der äußeren Begrenzung des Querschnitts (Normaldruck auf ab). Dann folgert aus den Gleichgewichtsbedingungen des Prismas abc:

or • ab — o • ac¹) o = or cos uf,

an = o cos <9-₀ = ov cos²

Oy

Weiterhin ist (Abb. 106)

cos2^⁼(|y)²

COS² <V

daß

dy² + dt²

1 + £²'

Scherbeanspruchung am Bande. Wenn ot die tangentiale Komponente von

o ist, so ist

Hierin ist e das Böschungsverhältnis in Punkta. Darnach ergibt sich:

°r — (1 + g2J °n-

- (Abi). 108). so ist Vo + 1

Da e =

= tg&o

yy₀

Oy —

I/o

Gn-

Es wird z. B. für y₀ = 2,3

0/ — 1,43 (7„.

Gt — g sin^o = or • cos sini>0 = °2 sin 2 #₀

Gt wird max für d-₀ — 45₀. Es ist

max g, = —, d. h. die größte

Scherbeanspruchung an der äußeren Böschung ist gleich die Hälfte der größten Druckspannung. Sie tritt in den beiden Ebenen auf, die unter 45° gegen die äußere Mauerböschung geneigt sind. Mit Einsetzung des obigen Wertes für or wird

___Linien gleicher Beanspruchung

bei voilent Becken,

____Liniert gleicher Beanspruchung

bei leerem, Becken-

Gewicht desMimerwerkes *2300Bgjdmt " der LEnterfüIlimg WOOBg cbm, Beibungsirihkel Erde/Brde- = 20 0 IPieBeredmung ist graphisch u. analytisch, nachden übliclienBechTamgannahrnen, erfolgt)

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l + «2 2 *

7o + 1 (Jn

Querschnitt für 50 m Mauerhöhe Ml: 500

30A20.60 I

/\

7o

0,72 Gn.

Für y₀ — 2,3 wird ot =

Die größte zulässige Scherbeanspruchung der Baustoffe ist kleiner als die zu-

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36/2^87 //

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V ! UV x*k

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sj

Abb. 109. Linien gleicher Beanspruchung im Querschnitt einer Talsperre.

lässige Druckbeanspruchung.

Man kann für Mauer werk im max ot = 7 kg/qcm (s. § 30) annehmen. Dann darf die größte lotrechte Spannung

^ 10 kg/qcm werden. Die größte Randspannung ergibt sich in diesem Falle

7,0

0,72

or = 2 • 7 = 14 kg/qcm.

Die Abb. 109 zeigt die Linien gleicher Beanspruchungen im Querschnitt einer Talsperre nach Intze für eine Höhe der Mauer von 50 m, die nach den oben erläuterten Grundlagen berechnet ist.

Uber Kantenpressungen im Sperrmauern s. u. a.:

Zur Ermittlung von Kantenpressungen bei Sperrmauern. Österreich. Wochenschrift f. d. öff. Baudienst 1905 S. 515.

Investigations of stresses in high masonry dams of short spans. Eng. News

10. Aug. 1905. S. 141.

Uber die Wahl der zulässigen Kantenpressung bei Sperrmauern. Osterr. Wochenschrift f. d. öff. Baudienst. 10. 8. 1907. S. 511.

Als Beispiel für das Rechnungsverfahren sei hier mitgeteilt die Berechnung der Talsperre im Sengbachtale für das neue Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen, die der Ausführung zugrunde gelegen hat.

Allgemeines. Der normale Stau des zu schaffenden Sammelbeckens liegt auf +147,0 m über N. N., die Mauerkrone auf -p 148,0 m über N. N. Das Gelände liegt an der für die Absperrung geeigneten Stelle im Mittel an der tiefsten Stelle auf + 111,00 m. Obgleich bei den Schürfungen fester Felsen in der Talsohle schon in einer Tiefe von 3,70 m angetroffen wurde, so ist doch zur Vorsicht angenommen, daß derselbe erst ö m unter Gelände zu finden wäre. Soll die Gründung mit den tiefsten Punkten der Verzahnungen noch 1 m in den festen Felsen eingreifen, so liegt dessen Sohle nach vorstehender ungünstiger Annahme 6 m unter Talsohle oder auf (111 m — 6 m) = 105 m über N. N. ; mithin ergibt sich eine größte Höhe der Sperrmauer von 148 m —105 m =• 43 m. Für diese größte Höhe von 43 m ist die Sperrmauer in Abb. 96 unter folgenden Annahmen und Bedingungen statisch untersucht worden¹). Das Gewicht des Mauerwerks ist zu nur 2300 kg/cbm angesetzt worden. Für verschiedene Steinproben des Sengbachtales wurde ein spezifisches Gewicht von rund 2,7 gefunden, so daß hierbei 1 cbm nasses Bruchsteinmauerwerk ein Gewicht von etwa 2400 kg erhalten würde. Bei der statischen Untersuchung ist das Verblendungsmauerwerk in einer mittleren Dicke von 0,7 m ganz unberücksichtigt geblieben. Die Stärke der Verblendung beträgt fast überall abwechselnd auf 4,00 m

Länge 0,60 m und auf 2,00 m Länge 0,90 m ; demnach ist deren mittlere Stärke

= 0,70 m. Bei Ordinate 128,00 über N. N. hört im höchsten Profil die Verblendung auf, da von hier an die Abdichtung unter dem Schutze der Anschüttung liegt. Es wurde ferner angenommen, daß der Überlauf aus irgend einem Grunde nicht mehr in Wirksamkeit sei, und daß der Wasserspiegel daher bis zur Mauerkrone steigen könne. Der Erddruck der Hinterfüllung wurde bis auf den Felsen herabreichend angenommen. Der Erddruck von der Luftseite (von der Erdoberfläche bis auf den Felsen) ist nicht in Betracht gezogen. Der Boden der Hinterfüllung ist unter Wasser mit 800 kg/cbm Überlast und für einen Reibungswinkel von nur 20° bei Ermittelung des Erddruckes in Rechnung gestellt worden. Die wesentliche Vergrößerung der Standfestigkeit, welche die’ Mauer durch ihre nach einem Kreisbogen gewölbte Grundrißform und durch die gewölbartige Verspannung gegen die Talhänge erhält, ist bei der statischen Untersuchung nicht berücksichtigt worden.

6,00

4,00 • 0,60 + 2,00 • 0,90

Graphische Untersuchung (Abb. 110).

Unter diesen Annahmen wurde die Stützlinie des Mauerquerschnitts ermittelt. Hierzu ist das Mauerwerk in wagerechte Schichten eingeteilt worden, von meistens 5,0 m Höhe; nur die unterste Schicht ist 8,0 m hoch.

1. Ermittlung der Gewichte und der Schwerpunkte der verschiedenen Schichten. Die Ermittlung der Gewichte für die verschiedenen Schichten geschah auf rechnerischem Wege (siehe analytische Berechnung). Es wurde nach derselben gefunden:

G₁₌ 55,29 t Gb = 174,25 t

G₃ = 100,74 t G₁ = 261,99 t

G₄ = 132,69 t Gs = 564,72 t.

G₂ = 74,66 t Gq = 212,52 t

Die Lage der Schwerpunkte der einzelnen Schichten Gy Go... ist auf zeichnerischem Wege gefunden, indem hierfür die Schichten als Trapeze angesehen wurden.

2. Ermittlung des Wasserdruckes.

Der Gesamtwasserdruck für jede untere Fuge der vier oberen Schichten wurde wie folgt ermittelt: Die Ordinaten des oberen Wasserstandes und der betreffenden Fuge über N. N. sind für den Gesamtwasserdruck W nachstehend und in Abb. 110 dem Buchstaben W beigefügt.

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Graphische Untersuchung

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des Erddruckes.

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Ermittlung des Erddruckes

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Abi). 110. Berechnung der Talsperre der Stadt Solingen ira Sehgbachtale.

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Handbuch der Ing.-Wissenseh. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

16

w\u =

5,05 • 5.00

= 12,63 t

10,10 • 10,00

= 50,51t

W\il =

15,15 • 15,00

= 113,631

W\H =

20,20 • 20,00

202,00 t.

Der Angriffspunkt des Gesamtwasserdruckes für jede untere Fuge der vier oberen Schichten befindet sich in 73 der betreffenden Gesamthöhe derselben, an der wasserseitigen Begrenzung des Mauerquerschnitts gemessen, z. B. für die Fuge 128,0 m über N. N. dort, wo W\\f eingezeichnet ist. Der wagerechte Einzelwasserdruck für jede der vier unteren Schichten wurde mittels des Wasserdruckdreieckes gefunden. Um der Darstellung desselben keine übermäßig großen Abmessungen zu geben, wurde die Grundfläche dieses Dreieckes auf 74 verkleinert. Die Schwerpunkte der den vier unteren Schichten in dem Wasserdruckdreiecke entsprechenden Trapeze ergeben die Angriffspunkte der Einzelwasserdrucke auf die verschiedenen Schichten. Die Größe jedes Wasserdruckes ist durch die Fläche der Trapeze gegeben.

Es wurde so gefunden:

w=²⁰+^⁵

yyi— 2 30 + 35

• 5,00 = 112,5 t

W₂ =

ws = ~2

• 5,00 = 162,51

2o-±-³- ■ 5,00 = 137,5 t

u

35 + 43

■ 8,00 = 312,01.

Der Gesamtdruck, welcher oberhalb jeder der vier unteren Fugen herrscht, und der entsprechende Angriffspunkt desselben wurde durch einen Kräfteplan bzw. einen Seilzug gefunden. Es wurde für die Wasserlast auf dem Verblendungsabsatz (128 m über N. N.) gefunden: 0,70 • 20,00 • 1,C0 = 14,01. Es ist hier zu bemerken, daß in der zeichnerischen Untersuchung für die unterste Schicht zunächst die Erd- und Wasserlast unberücksichtigt blieben, welche auf der Ausladung des Fußes an der Hinterkante der Mauer ruhen. Zum Schluß sind auch diese Belastungen, welche durch Verlegung der Mittelkraftlinie nach der Mauermitte hin den Druck des Mauerwerks an der Vorderkante vermindern, in Eechnung gestellt worden.

3. Erddruck.

Der Druck gegen die Mauer von der Hinterfüllung mit Erde wurde mit Hilfe der Rebhahn-schen Methode zeichnerisch ermittelt. Das Erddruckdreieck wurde ohne Rücksicht auf die Veränderung der Neigung der Mauer für eine lotrechte Begrenzung bestimmt. Der Reibungswinkel der Erde auf Erde wurde zu 20° und der Reibungswinkel an der Mauer = 0° gesetzt. Für gefülltes Becken wurde der Auftrieb in Rechnung gezogen und daher das Gewicht des Erdreichs unter Wasser zu 800 kg (= 1800 — 1000) für 1 cbm angesetzt. Die Richtung des Erddruckes wurde wagerecht angenommen. Aus den Abmessungen der Erddruckdreiecke (siehe Abb. 110) ergibt sich die Größe der Erddrucke für die betreffenden Fugen zu:

&ii! =

2,29 • 6,00

■ 0,6 = 5,5 t

4,19 • 11,0

• 0,8 = 18,441

6,10 • 16,00

• 0,8 = 39,04 t

9,14 • 24,00

• 0,8 = 87,74 t.

Die Angriffspunkte der einzelnen Erddrucke liegen in 73 der jeweiligen Höhe.

4. Ermittlung der Stützlinie.

Die Mittelkraft der einzelnen Mauerlasten und der lotrechten Wasserlast wurden durch einen Seilzug ermittelt. Für jede Fuge wurden dann die sämtlichen Kräfte zusammengesetzt. Der Punkt, wo deren Mittelkraft die Grundfläche trifft, ist dann ein Punkt der Stützlinie. Die so ermittelten Punkte zeigen, daß die Stützlinie überall im Kern des Mauerquerschnitts bleibt.

E\ll

Analytische Berechnung.

A. Für volles Becken.

Um nun einen weiteren Anhalt über den Verlauf der Stützlinie sowie über die Größe der einzelnen Kantenpressungen zu erhalten, und um die zeichnerische Berechnung durch eine analytische Berechnung nachzuprüfen, ist für alle wagerechten Fugen in Abständen von je 1,0 m die größte und kleinste Kantenpressung sowie die Entfernung des Stützpunktes von der Kante des Kernes berechnet worden. Zur Vereinfachung sind in den folgenden Tabellen nur die Ergebnisse für die Fugen in je 5 m Höhe mitgeteilt worden.

I. Erläuterung zu Tabellen 47 und 48.

Ermittlung des Gewichtes und des Momentes des Mauerkörpers oberhalb einer beliebigen Fuge und in bezug auf den Mittelpunkt dieser Fuge: Um das Moment zu finden, ist es erforderlich, die Kraft nach Größe und Lage zu ermitteln.

Die Größe der Kraft hängt von der Fläche des oberhalb liegenden Mauerquerschnittes ab und die Lage von dem Schwerpunkt dieser Fläche.

a) Ermittlung des Gewichtes der Mauermasse und des Momentes derselben bis zur Fuge 128 m über N. N.

Mit Beziehung auf Abb. 111 wurde für die Fuge n das Profil F in fünf Teile f\, f₂, f₃, fi, fe geteilt. Dann ist:

F — fi + f% •+■ fs + fi 4* /s

Hat man den wagerechten Abstand x des Schwerpunktes der einzelnen Flächen f von einem beliebigen Punkt P, dann ist auch der wagerechte Abstand x des Schwerpunktes der Fläche F von demselben Punkt P gegeben durch die Formel:

F-x = fixl + f₂X2 + fa*3 + f\P4 /ö ®5 •

Bezeichnet man die Breite der Fuge mit D, den Abstand des Punktes P von der Vorderkante, d. h. talabwärts gelegenen Kante der Fuge mit a, und mit y den wagerechten Abstand des Schwerpunktes S von der Mitte M der Fuge, dann hat man

+ y = & + * oder y — a -Y x —

Die Fläche F, multipliziert mit dem Gewicht eines Kubikmeters Mauerwerk (2300 kg), gibt dann das Gewicht G bzw. die Kraft, welche von dem oberhalb liegenden Mauerwerk hervorgerufen wird. Das Produkt von G und y ergibt dann sofort das Moment

Mg = G -y

des Mauerkörpers in bezug auf die Mitte der Fuge. In der Folge sollen die Momente, welche zur Stabilität des Mauerwerks beitragen, d. h. die rechtsdrehenden als negativ, die andern als positiv wirkend angenommen werden.

Die Momente Mg sind demzufolge so lange negativ oder positiv, als der Schwerpunkt sich rechts bzw. links von der Mitte der Fuge befindet. Im ersteren Falle ist y immer negativ, im zweiten Falle positiv. [Siehe Formel (3).]

(l)

(2)

(3)

(4)

Abb. 111.

2"

■is

Fugen

Flächen der einzelnen Teile und Momente derselben in bezug auf den Punkt P.

Teil 1.

Basis b = 4,30 m. Höhe h in Metern. Fläche /[ = b ■ h.

Hebelarm xx — ~ — 2,15m. Moment«?! = /i • x± qm • m.

Teil 2.

Fläche fz = C~ä qm- Hebelarm x₂ = b + m. Moment«?₂ = f₂x₂ qm • m.

Teil 3.

la)²

m. Fläche % = a' • lm qm. Moment m₃ = f₃x₃= - -- qm ■ m.

Basis c m.

Basis a' m. Hebelarm x₃ =

co! a

Basis a — a' m. Fläche fi

Teil 4.

—■ (a — a') • lm qm. Hebelarm aq = a' + Moment = f^x^ qm • m.

rn.

Teil 5.

Die Fläche des Teiles 5 findet sich, indem man die Teile 3 und 4 von der Fuge 1 bis in die Fuge n — 1 summiert.

h = -7 ¹ (7 + ü) qm.

Das Moment in bezug auf den Punkt P ist gegeben durch

«?5 = V”“¹ (m.i + mû.

16*

I>    LQ    O    O    O    X

H    ^    CO    CQ    (M

tH    rH    rH    tH    t-h    t-h

bß

CT5

œ

Ermittlung des Gewichtes und des Momentes des Mauerkörpers oberhalb einer beliebigen Fuge und in bezug

auf den Mittelpunkt dieser Fuge. (Bis zur Fuge +128.)

iO

'H

CO

cs

sg

CS

rH

CD

'S

.s

m über

R-q=6K

8 -Z-£ = 0

^--x + v — fi

Cl |cg

-ü- = x

xiK

_ fini + %uo)    + 'ui = ?

CS    Ö

= xil

s (y+v) ix + y+yi-

(V + ⁸/)^

—    0,30

—    157 +11,66 + 74,79

+ 244,86 + 359,75

LO X O E> X X

o rH CM^ 05^ CO^ cT h i> ccT ccT co*

“• X O X H X X

rH CO 05

CO »O CM o O 05 o O T-H r^ X 05

cT o" cT cT cT cT

CM ^ ^ O rH CO CM ^ CO^ i-O^ 05^ iO^ CM' GM*' CO iO CD'

05 ^ CO CD O (M rH^ cm cm [>^ X^ cvT <nT cm <nT t-T t-T

i-O CO rH CD rH X X^ O CO^ X^

ocT cT o~ cd' io'

CD CO *0 rH CM CM

t> X X OD X OD CO^ CD^ CM^ CM 05^ rtf' CO (NT t-T CO* Ł>~ CO lO rH rH

CO 05

qm • m

CD ^ lO 05

oa x^ i>^ t—^

rH rH 05 05 H H l>

CO O O O CD t-H^ CO^ CO^ iO_ CO^

cT co' ccT cm' co'

tH X

S3

05

fl

nO

PS

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Ph

fl

20

rO

01

io

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Ph

05

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rO

c8

Ph

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GP

CM

»ö

-H

qm-mu qm | qm• m

tH i-O GO CM

I X^ iO^

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rH rH

O O X rH X t~1 rH^ X^ X^

o ' r-T (nT tiT iO

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CO

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05

CO

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Ph

GP

QQ

GP

no

rH

GP

b£

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0Q

GP

-4H

Ph

GP

(/» — ®)

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O rH H CM CM

cT cT cT cT cT

X X CM CO ^ O X^

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GP

0Q

GP

S 'ö

GP

x • /» = V

z% .zj z= ~'Ui

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H -5?

ui • uib

ff

’ffl

XU

qm • m

id X X X rH

o cd rf* rti o" o' cg" + >c"

O C3 TH CO IQ 1Û

cc_ cq_ cc^ ~f_ ec_ rH_ o" cg" t-T ci" cT o"

T—( i-O tH tH

CM iO

IO ^ X CM CD O cq^ ^ x^ rH^ gm^ «hT «hT o' »o'

MO CD 05 CO O X^ O T-^ X^

O* o' ^ (nT CO co'

___rH ,CM CM

^ CO ^ CD CD rH^ rH^ CO_ i-O^ (X cT cT r-T t-T cnT of

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CM t>

nO

P,

GP

1 s

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CD

OP

0Q

OP

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bß

r—H

.■s

Ph

GP

nO

c3

ß-&=-&K

s lz-d = o

^ |<M -f

SLi

«sä

ui

232,56 128 570,58 125 1530,85 120 3251,38 115 5443,10 110 7174,71 105

-£- = x

= XÆ

;®j5r + ®tłir=₁f

jß fiu—Ha — tw+Tm -m-

h v + e/+s/+y=; I

-    255,86    157,99    255,86'    1,62    6,88    0,64    363,38

15,12    4,52    201,69    280,72    1,39    7,71    1,23    463,89

18,44    25,10    286,89    222,08    0,77    9,41    j    2,32    659,85

22,74 79,86 391,59 — 55,23!—0.14 11,61 3,61 900,66 28,32    161,46    521,27    — 694.69    !— 1,33    14,49    4.54    1198,92

36,00 247,01 685,59 —1754,27 |- 2,56 18,25 ! 4,55 1576,86

co

tx • y = Ha

ui • mb

2,08

3,97

7,07

9,85

12,35

-    7d~£d^2fx    *

_i?_— w

td— d *

,d — d

X O CM 05 05 rH ^ X^ X_

t>" o" H oT rjT

T—l rH rH Cg

05 00 00 o o

W CQ H 1Q IO

o" o' o" o" o"

00 CO CO O O

io r~^ 05^ o. O,

O¹ O¹ O rH rH

to

qm • m

C5 cg CO O rH cg O co rłT cg" cc" o“ ccT cg >o

O CO 05 H H M

co

t-

i • /“ = ⁸y

-H--]_ /y = S®

/^y —_

g.

,n—n

col

uib tu • uib

CO

cc"

I I

¹ o" ¹

Tabelle 47.

CO

rO

qm • m

H CO CO

CO GO O

▼H t-i CNI

co

o o o o o o co co_ co^ co^ co^ co^ ^

r2

^GP

•s

i • <n = V

co    co    co    os    Hf

i cq^ co^ cq^ cg h I D-" o" C-" co" rf"

c~ o o >o O CO Hf Hf rf cc cc cg

rH -rH rH tH tH rH

h    .xap e^nipjo S

COIOOCOÛ (M cg sg h h o

tH t-H rH rH rH t-H

Wenn man einerseits die Summe f₃ + f₄ + /s, andererseits m₃ + m₄ 4- m$ bildet, dann hat man die Fläche bzw. das Moment links von den Vertikalen durch P.

fz + A + fz — fz + fi + Vf ¹ [fz + fil — Vf (/3 + ff)-m₃ + m₄ +m₅ = m₃ 4- w₄ + Vf _ 1 (m₃ 4- to₄) = Vf (w₃ 4- m₄).

Man hat ferner

— A + h 4- [fz + h + ff) — fi + fa + Vf (/à 4- A)-Fx — m₄ 4- wo 4- (Wî3 4- w₄ 4- W5) = mi 4- «2 — Vf(w₃ 4- ^4).

F (c

Der wagerechte Abstand æ des Schwerpunktes £ von dem Punkt P ergibt sich aus x =

F

Der Abstand des Mittelpunktes der Fuge n von der Vorderkante des Mauerprofils ist gegeben durch • Der wagerechte Abstand des Schwerpunktes von der Mitte der Fuge ergibt sich aus Formel 3

y = a 4-æ —y

Das Gewicht des Mauerkörpers oberhalb der Fuge ergibt sich aus F ■ 2,3 = Ot. Das Moment in bezug auf die Mitte der Fuge ergibt die Formel 4 Mg = 0 • y.

,+m

b) Ermittlung des Gewichtes und des Momentes des Mauerwerks von Fuge 128 bis zur Fuge 105. Flächen der einzelnen Teile und Momente derselben in bezug auf den Punkt P.

Mit Beziehung auf Abb. 112 wurde die nte Lamelle in vier Teile geteilt.

Teil 1.

Basis k' m. Fläche ft = kr • 1 qm. Hebelarm xt = m.

(kr

—g— qm -m.

!+-----y —j—.

+128

Moment ml = fxx ₄ =

. Teil 2.

fc _for

— k' m. Fläche f₂ = —^--1 qm.

Je • Je ?

Hebelarm x₂ = k H---5— m. Moment m₂ = f₂ • x₂ qm • m.

O

Teil 3.

p '

= _p* • Vn qm. Hebelarm x₃ = Teil 4.

Basis k

--------p‘

Abb. 112.

Jugen

1 +105

Basis p ' m. Fläche f₃

2~m'

(p)2

Moment m₃ = fsx₃ = ~~ qm • m.

Basis p

— p' m. Fläche f₄ — P % dm- Hebelarm x₄ = p' + P—gP- m-

Moment m₄ = f₄ ■ x₄ qm • m.

Die Gesamtfläche /'und das Moment Lamelle m der n in bezug auf den Punkt P ergeben sich aus:

f — fi 4- h 4- fz + h •

m = Wj 4- m2 + m3 + mi-

Die Gesamtfläche F und das Moment F ■ x des obenliegenden Mauerwerks geben:

F = Fi28 4” Vf₂₈ f.

Fx

F ■ x — (Fx)i28 4" Vfog m.

Der wagerechte Abstand x des Schwerpunktes von dem Punkt P ist x =

Der Abstand des Mittelpunktes der Fuge n von der Vorderkante der Mauer ist gegeben durch ^ . Die Formel y = p x — ^ gibt dann den wagerechten Abstand des Schwerpunktes von der

Mitte der Fuge.

Das Gewicht des Mauerkörpers oberhalb der Fuge n ergibt sich aus: O = F ■ 2,3 t, und das Moment in bezug auf die Mitte der Fuge Mg = 0 ■ y.

II. Erläuternng zu Tabellen 49 und 50.

Ermittlung der Wassermomente und der Wasserlasten (Abb. 113).

Der Gesamtwasserdruck gegen die Mauer zerfällt in einen horizontalen Druck Wh und in einen

k²

vertikalen Druck Wv (Wasserlast). Die Größe des horizontalen Wasserdruckes beträgt wo h die

Entfernung von Oberkante Mauer bis zur untersuchten Fuge bedeutet. Da y = 1 t/cbm ist, so wird

h²

der horizontale Wasserdruck Wh = —, angreifend in h²

nach nih =

dem-

Ä»

~2

~6'

rb

il

Infolge der hinteren Neigung der Mauer kommt außer dem horizontalen Wasserdruck noch ein lotrecht nach unten wirkender Wasserdruck WV1 bzw. eine Wasserlast hinzu. Bis einschließlich Fuge 128 ist für jede Fuge diese Wasserlast durch ein Dreieck gegeben, dessen Höhe jedesmal der Abstand der " jeweiligen Fuge von der Mauerkrone ist und dessen Grundlinie jedesmal die wagerechte Entfernung c der Hinterkante der Mauerkrone von der Hinterkante der betreffenden Fuge. Diese Entfernungen c für die einzelnen Fugen bis Fuge 128 sind in Spalte 3 der Tab. 49 zusammengestellt. Demzufolge ist für die in Betracht kommenden Fugen die Wasserlast gegeben durch:

WV1 = e ■

Der Hebelarm des von dieser Wasserlast hervorgerufenen Momentes in bezug auf die Mitte der Fuge ergibt sich aus

-WH,

?eLc~[

Fugenmitte

Abb. 113.

ili.

1105

CO Sr-

■ 11.

2c

y_y

in m.

Das Moment ist dann

mv i = WV1 ■ vi in t/m.

Das Moment des Gesamtwasserdruckes ist also jedesmal bis zur Fuge 128

— 'W'h 'W'v i •

Von Fuge 128 ab hat man außer dem schon oben besprochenen wagrechten Wasserdruck Wh und dem Wasserlast-Dreieck WVi noch (wegen Nichtberücksichtigung der Verblendung) ein Wasserlastrechteck Wv2 zu berücksichtigen. Dieses Wasserlastrechteck hat eine Breite von 0,70 m und eine Höhe von 20,0 m; es ist für jede Fuge unter + 128 gleichbleibend, ebenso das vorerwähnte Wasserlastdreieck WV1) dessen Höhe ebenfalls 20,0 m und dessen Basis 2,86 m beträgt. Von Fuge + 114 ab verbreitert sich das Profil der Mauer an der Hinterkante. In der rechnerischen Untersuchung ist die auf diesem Hinteransatz ruhende Wasser- und Erdlast vorläufig nicht in Betracht gezogen worden. Es wird jedoch später gezeigt, wie die Stützlinie und die Pressungen an der Vorder- und Hinterkante sich durch Berücksichtigung dieser Last und des dadurch hervorgerufenen Momentes ändern. Das Moment des wagrechten Wasserdruckes W% bleibt wie vorher

mh -

h*

~6

t/m.

Das Wasserlastdreieck für alle Fugen ist

2,86 • 20,0

= 28,60 t.

Der wagerechte Abstand dieser Last von der Mitte der betreffenden Fuge ist gegeben durch

l 2,86 - D

V\ ⁼⁼⁼ a “I⁻ b —j—

ym.

Das Moment ist demnach

mv. i — Wv.y- Vy t/m.

Das Wasserlastrechteck für alle Fugen ist

Wv.₂ = 0,70 • 20,00 = 14,00 t.

Tabelle 49. Ermittlung der Wassermomente und der Wasserlasten.

T—I

Ordinate

der

Fuge

mh

hfi

"6

-SÏ 1<N

BVi

m über N. N.

t/m

147

145

140

135

130

128

I>    O    CO    I>    O    CO

rH    iq    cq    cq

Ö    tjT    icT    cd'    of    co

CO    CD    D-    CO

CQ    05    CO

JN0 tO J-¹ JD p

“oo b-« co 7-¹ A “m-

Ci -J 05 #7- OO

I> tH CD 05    CO    O

O CO    cd_

©* cT    of    co    oo

H    (M    (M

I> O to CO CO H CO 05 CO O O CQ of CnT CO*' *cT icT

o>

f Mw — mh — mv.\

0,15

1,47

0,02

13,45

46,91

116.58

159.59

3,03

71,88

319,26

855,42

1173,74

Tabelle 50. Ermittlung der Wassermomente und der Wasserlasten.

<D

b£)

Ci |(N

Cj |(N

CC

«A

Ä3

■6

TF,.!

CM |CC

Wv.i • vi

0,70

ra über N. N.

t/m

V2 =

a + 5 + 2,86 T - g

mv -2 + Wp-2 • ^2

mh — mv.i — m₀.%

5,23    149,58

6,05    173,03

7,76    221,94

9,96    284,86

12,08    345,49

13,32    380,95

O CD Üi M O CO * -J -J Ci JO h-7 “ci 'co 'bi 'co Id 3 CD K) ^ tfi O M

$MW

1092,33

1751,90

3309,89

5547,00

8612,52

12665,54

Der wagerechte Abstand dieser Last von der Mitte der untersuchten Fuge ist gegeben durch

,7 , oon , °>70    D

v₂ = a + b + d--g---₉ m.

Das Moment ist dann

wt,.₂ = Wv-2 ■ V2 t/m.

Das resultierende Wassermoment von den einzelnen Wassermomenten ist dann

Mw = mh — mv. i — mv.₂.

III. Erläuterung zur Tabelle 51.

Ermittlung des Erddruckmomentes.

Der Erddruck kommt erst bei der Fuge 128 in Frage. Die Größe desselben wurde graphisch mit Hilfe der Rebhannsehen Methode ermittelt (Abb. 110). Der Reibungswinkel der Erde auf Erde wurde zu 20° angenommen, der Reibungswinkel an der Mauer = 0°. Das Erddruckdreieck wurde ohne Rücksicht auf die Veränderung der Neigung der Mauer für eine lotrechte Begrenzung dargestellt; die Richtung des Erddruckes ist also wagerecht angenommen. Bei einer Höhe von 24,0 m ergab sich eine Breite der Grundlinie des Erddruckdreieckes von 9,14 m (Abb. 110).

Tabelle 51. Ermittlung des Erddruckmomentes.

er.

Ordinate

der

9,14

Fuge

24,0

f-

ry-    f' 0>8 = E

Me = E • n

m über N. N.

qm

t/m

128

125

1,52

Bezeichnet man mit n den Abstand der Fuge bis zur Oberkante der Anschüttung (+ 129 über N. N.), so ist die Breite des Erddreieckes für die untersuchte Fuge

120

115

110

105

3,43

5,33

7,24

9,14

CO

^ OS Tfl H H (M

3,04

15,44

37,31

68,78

109,68

37,05

139,40

348,28

701,92

9,14 J. „ m.

n ' 24,0

Der Abstand der betreffenden Fuge bis zur Oberkante der Anschüttung ist durch n gegeben. Die Fläche des Erddreieckes ist alsdann

„ r • n

f = -j-

Bei einem Gewicht der Hinterfüllung unter Wasser von 0,8 t/cbm ist alsdann der Erddruck

f • 0,8 = E t.

Der lotrechte Abstand dieses Erddruckes von der Mitte der Fuge ist m und das so resultierende Moment

Me = E ■ t/m.

IV. Erläuterung zu Tabellen 52 und 53.

Zusammenstellung der Gewichte und Momente der Einzelkräfte und Ermittlung

der Kantenpressungen.

Die gefundenen Momente der Einzelkräfte (siehe Mg Tabelle 47 Spalte 25 u. Tabelle 48 Spalte 22, Mw Tabelle 49 Spalte 7 u. Tabelle 50 Spalte 9, Mc Tabelle 51 Spalte 7.) sind zur besseren Übersicht in einer neuen Tabelle zusammengestellt und zwar Moment des Mauerwerks Mg, Moment des Wasserdruckes Mw, Moment des Erddruckes Me.

Die Summe aller dieser Momente ist dann als

bestimmt worden.

Ebenso wurde aus Tabelle 47 Spalte 24 bzw. aus Tabelle 48 Spalte 21, das Gewicht G des Mauerwerkes und aus Tabelle 49 Spalte 4 bzw. aus Tabelle 50 Spalte 3 und Spalte 6 die Wasserlasten Wv.i und Wv.2 entnommen und in derselben Tabelle zusammengestellt das Gewicht des Mauerwerks G und die Wasserlast Wr.i -f- Wv.₂.

Die Summe EV von dem Gewicht des Mauerwerks und der Wasserlast bildet dann die

EM = M1C + Me — Mg

— V — G F ( Wv. i + Wv. 2).

Nach Vereinigung sämtlicher Momente und Vertikalkräfte kann nunmehr der Abstand x der Besultierenden von der Vorderkante des Kernes des Mauerprofils ermittelt werden.

Ist D die Breite der Fuge in m, EM die Summe der Momente sämtlicher Kräfte in t/m, sowie EV die Summe aller Vertikalkräfte in t, so ist die Entfernung des Schnittpunktes der

EM.

s~Trm m■

Gesamtresultierenden bzw. der Stützlinie von der Vorderkante des Kernes x =

EM

in Spalte 10 und x in Spalte 11.

g- ist gegeben in Spalte 9,

Die Bestimmung der größten und kleinsten Kantenpressung erfolgt nach der Formel (Trapezformel)

EV

&5

02

19

en?

CD

8H

CD

PH

rn über N. N.

D- i-O O tO O GO H H ^ CO CO (M

H rł tH ri ri tH

2 oSn^j jap a^uipio Sz ® w ° h S o

g(Z5 TH rH r-l t-H r-H 7-i

Tabelle 52. Zusammenstellung der Gewichte und Momente der Einzelkräfte und Ermittlung der Kantenspannungen

bei vollem Becken.

GO

_!aLQi_jLQX = 8„ J1T.T9 I AZ i

Z(I

G_ OT

W Z 9    ^15- T

og OT W Z9 T

ker/qcm

(M rH M O O -H (M lO I> H H H

cT cT cf cT © cT

S*

kg/qem !; kff/qcm

0,01    0,24

0,12    0,78

0,81    2,34

1,81    4,02

2,63    5,42

2,86    5,86

15

14

so

10

sg

qm

t/m

1,92    1971,36

27,66 -    2381,44

361,32    4448,89

1467,78    8100,00

3663,36    13947,61

4883,94    17056,36

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Tabelle 53. Zusammenstellung der Gewichte und Momente der Einzelkräfte und Ermittlung der Kantenpressungen

bei vollem Becken.

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23746,81

35119,21

53916,84

83984,04

133225,00

5158,62

7107,30

10896,51

14610,12

21106,20

37156,50

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2435,02

3517,70

6192,75

1092,33

1751,90    3,23

3309,89    37,05

5547,00 139,10 8612,52 318,28 12665,54 701,91

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¹

Kreuter, Berechnung und Ausführung der Staumauern S. 16.

SV 6SM Z) — 2)2

in t/m.

Bei der Umwandlung in kg und qcm ist zu setzen

6 • 1000 • 100 SM

1000-TU

100 • 100 • D

100 • 100002)2

1 SV 1 6SM Ï0 D —10 2)2

ist gegeben durch Spalte 13, 6SM befindet sich in Spalte 14, 2)² in Spalte 15 und ^ •

1 SV 10 2)

, in Spalte 16. Alsdann ist die Pressung an der Vorderkante gegeben durch

6 SM

2)2

1 SV 1    6 «112

~~ ÏÜ ‘ ~D ⁺ 10 '    2)2

und an der Hinterkante der Mauer durch

— 1 EV    1_

~ Ï0 ' 2)    Ï0 ' 2)2

Berücksichtigung der Wasser- und Erdlast auf den Hinterfuß der Mauer und der dadurch hervorgerufenen Momente (in bezug auf die unterste Fuge).

Die Wasserlast zerfällt in zwei Teile: ein Wasserlastrechteck und ein Wasserlastdreieck. Da

der Hinterfuß mit der Fuge 114 anfängt, so ist die Höhe des Rechtecks 148 — 114 = 34,0 m, seine Breite ist 3,28 m; folglich eine Last von

Va = 34,0 • 3,28 • 1,0 = 111,52 t.

Der Hebelarm in bezug auf die Mitte der Fuge ist

25,36 + 7,86 +    — 18,25 = 16,61 m,

folglich das Moment:

Ma = 111,52 ■ 16,61 = 1852 t/m.

Das Wasserlastdreieck hat eine Höhe von 114 — 106 = 8,0 m, und die Basis ist ebenfalls 3,28 m; also eine Last von:

8,0 ; 3,28 • 1,0 = 13,12 t.

u

Der Hebelarm in bezug auf die Mitte der Fuge ist

25,36 + 7,86 +

• 3,28 — 18,25 = 17,12 m;

folglich das Moment

Mb = 13,12 • 17,12 = 224,61 t/m.

Das Erdlastrechteck hat wie das Wasserlastrechteck eine Breite von 3,28 m, dagegen eine Höhe von rund 128 — 114 = 14,0, folglich eine Last von

Der Hebelarm:

Das Moment:

Ve = 14,0 • 3,28 • 0,8 = 36,74 t.

25,36 + 7,86 + ³|!3 - 18,25 = 16,61 m.

Mc = 36,74 • 16,61 = 610,25 t/m.

Das Erdlastdreieck hat wie das Wasserlastdreieck eine Höhe und eine Basis von 8,0 m bzw. 3,28 m, folglich eine Last von

Q OO

Yd = 8,0 • -j- . 0,8 = 10,50 t.

25,36 + 7,86 + i 3,28 - 18,25 = 17,12 m.

Md = 10,50 • 17,12 = 179,76 t/m.

Zieht man die durch das Vorhandensein des Hinterfußes hervorgerufenen Lasten und Momente in Betracht, dann ist für die unterste Fuge

SV= 1619,46 (Tabelle 53 Spalte 8) + 111,52 + 13,12 + 36,74 + 10,50 =1F= 1791,34 t,

SM= 6192,75 (Tabelle 53 Spalte 5) — 1852,35 - 224,61 — 610,25 — 179,76 = SM = 3325,78 t/m.

Der Hebelarm:

Das Moment:

Die Entfernung des Schnittpunktes der Gesamtresultierenden von der Kante des Kernes

ist alsdann

æ = g- -    = 6,08 — 1,86 = 4,22 m.

Die Kantenpressung ist dann

a) an der Vorderkante

SV 6SM 10 D ii)D-

— 4,91 — 1,58 — 3,33 kg/qcm.

ffi =

B. Für leeres Becken.

Um hier wiederum möglichst ungünstig zu rechnen, wurde die Verblendung berücksichtigt und die Erdhinterfüllung mit nur 1600 kg/cbm in Rechnung getragen.

Das Gewicht des Mauerwerkes und das von diesem hervorgerufene Moment ist entsprechend der früheren Berechnung festgestellt und auf Tabellen 54 und 55 zusammengestellt.

Das durch die Hinterfüllung entstandene Moment ist gleich dem doppelten Wert des Erdmoments für volles Becken. (Siehe Tabelle 51 Spalte 7.)

Die Tabellen 56 und 57 geben entsprechend wie die Tabellen 52 und 53 die Entfernung der Stützlinie von der Hinterkante des Kernes und die entstandenen Pressungen an der Vorder- und Hinterkante des Mauerprofils an.

Zum Schluß ist noch untersucht worden, wie die Stützlinie und für die unterste Fuge die Kantenpressungen sich ändern, wenn man die auf der Ausladung des Fußes an der Hinterkante und auch an der Vorderkante ruhende Erdlast und den Erddruck auf die Vorderfläche berücksichtigt.

Da man beim leeren Becken das Gewicht = 1600 kg/cbm für die Hinterfüllung angenommen hat, so ist für den Hinterfuß

Ve + Vd = 2 (36,74 + 10,50) = 94,48 t,

Mc + Md = 2 (610,25 + 179,76) = 1580,02 t/m.

An dem Vorderfuß hat man ein Erdlastdreieck von 112,20 — 105,00 = 7,20 m Höhe und

7,20 m Breite.

Dann ist:

7,20 • 7,20

• 1,6 = 41,47 t,

Mv - 41,47 |l8,25 —    = 657,30 t/m,

Mh = 1,6 •

i-i !co

• 7,22 •

tH ¹ CO

- 7,2 = 24,89 t/m.

Demnach

SM = 6212,45 (Tabelle 57 Spalte 5) + 1580,02 — 657,30 + 24,89 = 7160,06 t/m. SV = 1610,21 (Tabelle 57 Spalte 2) + 94,48 + 41,47 = 1746,16 t.

Mithin eine Entfernung der Stützlinie von der Hinterkante des Kerns

= 6,08 — 4,10 = 1,98 m.

D SM 6 SV

4,78 + 3,22 = 8,00 kg/qcm,

ff₂ =

Die Kantenpressungen sind dann an der Hinterkante der Mauer 1 SV 6SM 10 D ⁺10£>2

an der Vorderkante der Mauer

= fo ~ wm = 4,78 ~ 3,22 = 1,56 ks/qcm-

Diese Untersuchung erwies ebenfalls, daß die Stützlinie innerhalb des Kerns des Mauerquerschnittes verblieb und daß die größte Kantenpressung an der Wasserseite in der untersten Fuge mit 7,23 kg/qcm und bei leerem Becken die größte Beanspruchung an der Luftseite in Höhe der Ordinate + 112 mit 8,04 kg/qcm entstand. In Abb. 114 ist die Größe der Kantenpressungen für die ganze Mauerhöhe zeichnerisch aufgetragen. Diese Darstellung läßt den Verlauf der wechselnden Beanspruchung erkennen.

Tabelle 54. Ermittlung des Gewichtes und des Momentes des Maueikörpers (mit Verblendung) oberhalb einer beliebigen

Fuge und in bezug auf den Mittelpunkt dieser Fuge.

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Tabelle 55. Ermittlung des Gewichtes und des Momentes des Mauerkörpers (mit Verblendung) oberhalb einer

beliebigen Fuge und in bezug auf den Mittelpunkt dieser Fuge.

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Tabelle 56. Zusammenstellung der Gewichte und Momente der Einzelkräfte und Ermittlung der Kantenpressungen (bei leerem Becken).

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Mg

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N. N.

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t/m

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SV

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10

11

12

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—0,47 — 1,81 13,21 85,24 271,40 395,58

M o o o o o "o co “m o “o

O l-¹ M- CO Ol ^

CD CO CO (M Ol 03 00^ CM CD CM

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O CO H H CO Oi Ci Oî H (M O] (M

— 2,82 -10,86 79,26 511,44 1628,40 2373,48

2641,96 — 3113,64 — 5431,69 9409,00 15650,01 18933,76

(M (M Hf CO (M (M (M^ CD^ CD^ CD^

Cf Cf t-T of CO •¹£

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Ttf CO Hf O (M (M CD CO CO CD CD

tH rH

O O co

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Tabelle 57. Zusammenstellung der Gewichte und Momente der Einzelkräfte und Ermittlung der Kantenpressungen (bei leerem Becken).

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hQ

pH

-2

Sv

Mg

Me

SM — Mg — Me <»

SM

SV

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t/m

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127

125

120

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105

427,82

496,09

692,05

932,86

1231,12

1610,21

504,83

763,98

1778,57

3563,53

5823,20

7616,29

0,82

6,46

74,10

278,80

696,56

1403,84

504,01 — 757,52 — 1704,47 3284,72 5126,64 6212,45

O Tf CO iO 1^ (M o; ©, cd co, cq oi r-T r-T cf Cf Cf Of

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15,41

18,82

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OJ T-l 02 CD 05 i-l U3 n C» W KJ ffl

127

125

110¹)

105

Wenn somit nach dem gewöhnlichen Rechnungsverfahren die volle Standsicherheit der Mauer vorhanden war und die größten Beanspruchungen innerhalb der üblichen und zulässigen Grenzen für Bruchsteinmauerwerk und Fels verblieben, so zeigte eine weitere Prüfung, daß bei Rechnung unter Annahme offener Lagerfugen (s. § 32) sich eine größere als die obige Materialbeanspruchung ergab. Es trat hiernach eine größte Pressung von 13,7 kg/qcm ein (Tab. 58, Spalte 7, Zeile 13). Der Mauerquerschnitt wurde infolgedessen so weit verstärkt, daß sich in der am meisten beanspruchten Lagerfuge + 123 N.N. ein Druck von 10,1 kg/qcm ergab.

Die in Abb. 114 eingetragenen Querschnittslinien zeigen die luftseitige Begrenzung der Mauer mit und ohne Berücksichtigung des inneren Auftriebes sowie den zur Ausführung gelangten Mauerquerschnitt. Dieser Querschnitt leistet in der gefährlichen Fuge der Bedingung der offenen Lagerfugen Genüge und vermeidet anderseits im oberen Teile die scharfe Einklinkung.

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Abb. 114.

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Tabelle 58. Ermittlung der größten K antenpressungen b ei Vor aussetzung offener Lagerfugen für die Solinger Talsperre.

f,

10

12

1    Ordinate der Fuge über N. N.

2    Wassertiefe

3    Länge der Fuge . . 1 in m R in t

5    Exzentrizität von R e in m

6    Cosinus als Neigungswinkel

von R gegen das Lot cos cp

7    Kantenpressung bei wagerechter dichter Fuge

(¹⁺¥) ..

8! Verhältniszahl des Überdruckes . . . m = 1 — ~ R

9 Yerhältniszahl der Exzentrizität

41 Mittelkraft

O H tH t—(

h in m

in-

qm

2e

Seite des Überdruckdreieck

_ 3 (m—n)

•fin m

12    Kantenpressung bei wage

rechter offener Fuge

²™~ + h in t/qm

13    desgl. bei geneigter offener —;¹— in t/qm

COS cp

Fuge a₂ =

143    138

133

128    123

10

15

20

25

14    34 I 51

0,534 0,487 0,441

0,109 0,241 0,304

0,204 0,494 0,689

6,57    5,72

Ol)

13,06 16,66

438

660

2,00    2,45

0,89    0,88

64 I 75

0,404 0,369

0,306

0,294

0,757 0,797

78

0,330

0,245

0,742

0,85

0,88

77 I 80

0,283 ; 0,249

0,194 0,131

0,685 0,526

123

25

17,66

655

2,16

0,88

64

0,326

0,244

0,748

Die Werte in Spalte 3 bis 10 entsprechen den Abmessungen des Entwurfes, die Werte in Spalte 11 der in Abb. 114 eingetragenen Profilbegrenzung fiir die Standsicherheit bei Annahme offener Lagerfugen.

Die Werte in Zeile 4,5 und 6 sind durch Abgreifen von der Zeichnung entnommen.

4,70

4,75

5,08    7,90    11,9    23,7

6,67

35    66

95    121

106

92    83

89

38

73

107

137

123

108    94

101

§29. Zulässige Beanspruchungen des Mauerwerkes. Die zulässige Druck-

von

beanspruchung des Mauerwerkes und des Felsuntergrundes hängt naturgemäß dessen Beschaffenheit ab. Für das Mauerwerk kommen also die Eigenschaften des verwandten Mörtels und der Bausteine in Betracht. Die Festigkeit der Steine, sofern sie sonst die Bedingungen einer guten Haltbarkeit gegen Witterungseinflüsse u. a. m. erfüllen, ist meist sehr reichlich hoch gegen die auftretenden Beanspruchungen. Die Festigkeit des Mörtels tritt demgegenüber im allgemeinen wesentlich zurück und wird in erster Linie für die vorliegende Frage maßgebend sein. Immerhin kann man beobachten, daß die bei den bisherigen Talsperrenausführungen sowohl in Deutschland wie im Auslande zugelassenen Beanspruchungen nur einen geringen Bruchteil der in Versuchen nachgewiesenen Festigkeiten der verschiedenen in Betracht kommenden Mörtelarten ausgemacht haben. Diese hierin liegende Vorsicht mag ihren Grund in verschiedenen Umständen haben. Einmal wird sie zurückzuführen sein auf die Gefahren, denen die Ausführung des Mauerwerkes in solchem Massenbetriebe bei oft abgelegenen Baustellen und mit bisweilen ungeübten Maurern ausgesetzt ist. — Diesen Mängeln muß mit einem erhöhten Sicherheitsgrad begegnet werden. Sodann muß man sich vergegenwärtigen, daß wir wohl einige Kenntnis haben von der Festigkeit der Bausteine und der Mörtel, daß wir uns aber noch sehr im Dunkeln befinden hinsichtlich der Festigkeit der Mauer-

körper und besonders der großen, aus unregelmäßigen Bruchsteinen gemauerten Massivs²). Sodann ist es eine neuerdings aufgeworfene Frage, ob die übliche Rechnungsweise nach der StUtzmauertheorie für die großen Abmessungen der Talsperrenquerschnitte vollkommen zutrifft. Es soll dieser Punkt an anderer Stelle näher erörtert werden (§32). Man wird es aus allen diesen Gründen und in Anbetracht der unheilvollen Folgen, die der Bruch einer Staumauer mit sich bringt, wohl verstehen und berechtigt finden, wenn man mit der Beanspruchung des Mauerwerkes und Felsuntergrundes (lotrechte Kantenpressung on, s. S. 237)²) selbst bei guten Verhältnissen nicht Uber 10—12 kg/qcm hinauszugehen pflegt, sehr oft aber, wie die Tabelle 59 über einige ausgeführte Bauten der Neuzeit dartut, wesentlich dahinter geblieben ist. Der V. internationale Binnenschiffahrtskongreß in Paris (1892) sprach sich dahin aus, daß bei guten Baustoffen eine Belastung von 12 kg/qcm im Mauerwerk zulässig sei. Der vielfach übliche Sicherheitsgrad von ²/₁₀ ist dabei

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9,50

9,50

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Abb. 115. Talsperren in Böhmen.

1 Grünwalder Wasser. 2 Harzdorfer Bach. 3 Schwarze Neiße. 4 Görshach. 5 Voigtshach. 6 Mühlscheihe.

nicht unterschritten worden, wenn man bedenkt, daß die Festigkeit des rheinischen Schiefers und Grauwackengesteines im Mittel etwa 1500 kg/qcm (bei der Zerstörung) beträgt und daß Traßmörtel in der Zusammensetzung von 1 Rtl. Kalk -f- l²/₂ Rtl. Traßmehl + l³/4 Rtl. Sand schon nach 4 Monaten eine Druckfestigkeit von 150 bis 160 kg/qcm aufweist. Zug-beanspruchungen sollten im reinen Mauerwerk unter allen Umständen ausgeschlossen werden. Inwieweit es möglich erscheint, eine bessere Ausnutzung des Materials und damit Verbilligung der Kosten durch besondere Bauweise oder Eiseneinlagen herbeizufiihren, soll später erörtert werden (§ 36 bis 38).

Ein treffendes Beispiel, welchen Ausschlag die Wahl der zulässigen Beanspruchung verursacht, gibtGraeff in den Ann. des ponts et chaussées 1866, S. 199. Bei 6 kg/qcm Beanspruchung betrug die notwendige Sohlenbreite bei einer Mauerhöhe von 50 m 49,46 m. Bei 14 kg/qcm Beanspruchung verminderte sich die Sohlenbreite auf 31,02 m, und die Ersparnis an Mauerwerk für das laufende Meter würde 264 cbm betragen. Dabei war das Mauergewicht zu 2000 kg/cbm angenommen.

Bei mäßig festem Untergrund kann ein Ausgleich dadurch geschaffen werden, daß die Talsperre einen stärkeren als den üblichen Querschnitt erhält, um die Beanspruchungen kleiner zu halten. Dies geschah z. B. bei der Möhnetalsperre (s. S. 165). Die Querschnittsgestaltung dieser Talsperre ist im wesentlichen erfolgt nach Maßgabe der ministeriellen Prüfung, bei der der Verfasser mitwirkte. Das Profil mußte mit Rücksicht auf die wechselnden Schichten von hartem und weichem Gestein im Untergründe so bemessen werden, daß die höchste Beanspruchung sich zu 8,0 kg/qcm ergab. In solchem Falle wird die Forderung in erster Linie berechtigt sein, daß die Drucklinie bei gefülltem Becken durch die Mauermitte geht. Das gleiche wurde zum Teil bei den Talsperren in Böhmen notwendig (Abb. 115). Im Harzdorfer Bach und im Grünewalder

Tabelle 59. Beanspruchungen des Mauerwerkes in ausgeführten Talsperren.

Talsperre

Bauart der Mauerwerkes

Lotrechter Druck kg/qcm

leeres Becken ! volles Becken

Solingen Mauer .

8,1

7,3

10,7

(Wasserseite)

10,6

(Luftseite)

Grauwacke und Schiefer mit Traßmörtel Gneis mit Zementtraßmörtel

2,5

(Luftseite)

4,1

(Wasserseite)

Nordhausen

6,7

6,03

Grauwacke mit Traßmörtel

Oker (Entwurf) .

12,5

(Wasserseite)

8,5

(Luftseite)

Drucklinie geht durch Fugenmitte

Furens . Marklissa

6,5

6,7

max. 9,0

Gneisbruchsteinmauerwerk in Zement-Traßmörtel

Syenit-Granit mit Zement - Kalkmörtel. Bei Überströmung des Überlaufs um 75 cm entsteht ein Zug bis 0,26 kg/qcm.

Porphyrischer Granit mit Zementkalkmörtel

Grauwacke und Schiefer mit Traßmürtel

Granitbruchsteinmauerwerk in Zementmörtel (1 : 2)

Tal fand sich ein Fels, der keine sehr große Festigkeit besitzt. Es schien daher ratsam, eine Verbreiterung der Talsperrenquerschnitte im Fundament für diese beiden Absperrungen gegenüber den vier anderen vorzusehen und den größten Druck auf den Untergrund auf etwa 4,4 kg/qcm herabzumindern¹). Bemerkenswert ist an einigen dieser Talsperren auch die fast bis zur Mauerkrone heraufgezogene Erdschüttung, die eine Verstärkung der Abdichtung herbeiführen sollte.

Man läßt bisweilen an der Wasserseite (für leeres Becken) eine größere Beanspruchung zu als an der Luftseite, etwa im Verhältnis 5 : 4. Uber die Gründe hierfür s. S. 222.

Staumauer des Alfeldweihers .

Altenweiher (Yogesen). . . .

Neyetalsperre

Neu-Croton

6,09

(Luftseite)

0,03

| (Wasserseite)

5,66

8,6

16,0

Die Sperrmauer von Almanza wird rechnerisch bis 14 kg/qcm beansprucht und hat diesen Druck mit Sicherheit mehr als drei Jahrhunderte ausgehalten.

Über die Festigkeit der Baustoffe vgl. auch Abschnitt »Bauausführung der Talsperren«. Über Traßmörtel s. u. a. Zentralbl. d. Bauverwalt. 1903 S. 90 u.349, 1909 S. 16, 1912 S. 264.

17

Q Intze, Anlage von Talsperren im Quellgebiet der Görlitzer Neiße. Handbuch der Ing.-Wissenseh. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

§ 30. Sicherheit gegen Gleiten. Man hat bei früheren Talsperrenberechnungen meist allein die Reibung in der Gründungssohle bezw. im Mauerwerk (ohne Mörtel) als Widerstand gegen den wagerechten Schub (des Wassers) in Ansatz gebracht. Die Berechnungen von neueren deutschen Talsperren haben aber auch die Scherbeanspruchung berücksichtigt, wobei allerdings eine gleichmäßige Verteilung in den wagrechten Schichten vorausgesetzt wurde. Die Verteilung der Scherkraft in der Gründungssohle und in den oberen Fugen ist gegenwärtig eine lebhafte Streitfrage, Uber die in § 32 noch näheres mitgeteilt werden soll.

Diese Beziehungen lassen sich in die Formel kleiden

-^S.Wf+rf,

yJl 2

worin der Wasserdruck W durch ^ ausgedrückt ist, F ist die Summe der senkrechten

Kräfte, f der Reibungskoeffizient, b die Fugenbreite und t der Scherwiderstand. Der Wasserdruck kann gegebenenfalls noch durch die wagerechte Komponente des Druckes der Erdanschüttung vergrößert werden. Man vernachlässigte früher den Scherwiderstand des Materials und sah als genügende Sicherheit an, wenn bei einem Wert f= 0,75

2V-f^W

war, eine Bedingung, die, wie schon oben bemerkt wurde, im allgemeinen erfüllt ist, wenn die Stützlinie im Kern des Querschnittes verläuft. Dies entspricht einem Winkel — Reibungswinkel für Mauerwerk und Fels — von 35 bis 36° zwischen der Lotrechten und der Drucklinie. Die Gewähr gegen seitliches Verschieben der Mauer ist dabei um so mehr vorhanden, wenn man noch die Scherfestigkeit des Materials berücksichtigt.

Wenn man jedoch nur die Scherfestigkeit berücksichtigt, wie sich dies zur größeren Sicherheit empfiehlt, so ist

2 • b'

Da b

%= (s. S. 225), so wird

y 7o

für gleichmäßige Verteilung der Scherkraft und

* = h yÿ~₀

für dreieckige Verteilung mit dem größten Wert an der Luftseite.

Bei einer Mauer von 30 m Höhe und 21 m Sohlenbreite ist bei dem bis zur Krone 302• 1 • 1000

450000 kg. Die dieser wagerechten Kraft Wider-

gefüllten Becken TF

stand leistende Fläche ist für 1 m nach der Tiefe = 210000 qcm. Daraus ergibt sich bei gleichmäßiger Verteilung die Scherbeanspruchung oT zu 2,2 kg/qcm.

Die zulässige Scherbeanspruchung wurde für Kiesbeton (1 Zement -j- 3 bis 4 Kies) zu 30 kg/qcm nach 3 Monaten gefunden¹). Kiesbeton im Mischungsverhältnis 1 :3 ergab nach 6 Wochen 37 kg/qcm und nach 2 Jahren 66 kg/qcm Festigkeit. Wenn man einen Sicherheitsgrad von etwa 5 annimmt, so kann eine zulässige Scherbeanspruchung von 6 bis 7 kg/qcm in Rechnung gestellt werden. Die preußischen ministe-

!) Schweizerische Bauzeitung 1904 II S. 296.

riellen Bestimmungen für die Ausführung von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten vom 24. Mai 1907 lassen allgemein eine Schubspannung des Betons von 4,5 kg/qcm zu. Wird eine größere Schubfestigkeit nachgewiesen, so darf die auftretende Spannung nicht über ein Fünftel dieser Festigkeit hinausgehen. Brik fand die Scherfestigkeit von Stampfbeton (1 Rtl. Zement -j- 2 Rtl. Sand + Rtl. Kleinschlag) zu 34,5 kg/qcm. Nach Wittmann ist die Scherfestigkeit von Beton = y₇ bis yi0 seiner Druckfestigkeit. Nach Bauschinger ist im Durchschnitt für Steine die Scherfestigkeit = yi3 der Druckfestigkeit und für Zementmörtel = ¹/₆ der Druckfestigkeit. Bach gibt dieses Verhältnis für Granit = 1:22 an, d. h. die Scherfestigkeit des Granits zu 45 kg/qcm und seine Druckfestigkeit zu 1006 kg/qcm¹).

Uber Bruchsteinmauerwerk fehlen bisher entsprechende Versuche, aber es liegt kein Grund vor, hierfür nicht mindestens dieselbe Festigkeit wie für Beton anzunehmen.

\R

Um dem wagerechten Gleiten entgegenzuwirken hat man bisweilen mit ansteigenden Fugen gemauert — es geschah dies u. a. beim Bau der Solinger Talsperre — wie dies durch Abb. 116 veranschaulicht wird. Die Lagen des Mauerwerks werden dabei auf etwa y₃ der Mauerdicke wagerecht hergestellt, um dann nach der Luftseite hin anzusteigen. Die ^    ,

einzelnen Schichten liegen zur jeweiligen Richtung der _LJ ³ \    lT

l'i bis¹'.; dev Mauvrbreite

Abb. 116.

Mauerwerk mit ansteigenden Fugen.

Drucklinie annähernd normal. Die Ansteigung wird kreis-förmig derart, daß eine Tangente, die im Schnittpunkt des Bogens mit der Drucklinie bei gefülltem Becken errichtet wird, mit der wagerechten einen Winkel von etwa 20° bildet. Für die Ausführung kann man die Schichtenlage durch Aufzeichnung an den beiderseitigen Berghängen sichtbar machen. Ferner erscheint es durchaus geboten, zur Erhöhung der Sicherheit gegen Gleiten die Talsperre an der Luftseite gegen den festen Fels, in den der Querschnitt eingelassen ist, anzumauern und die Gründungssohle künstlich aufzurauhen, sofern nicht natürliche Auszackungen der Felsbänke vorhanden sind (s. § 32c und Abb. 73 u. 115).

§ 31. Gang des Verfahrens für die Querschnittsermittlung. Nach Festlegung 1. der Grundlagen der Berechnung (Mauergewicht, Wasserstand, Erdlast usw.j,

2. der zulässigen Beanspruchung des Mauerwerkes auf der Grundlage der in Aussicht genommenen Baustoffe, 3. der zulässigen Belastung des Baugrundes nach Maßgabe von Festigkeitsversuchen und geologischen Begutachtungen, 4. der sonstigen nach den örtlichen Verhältnissen gegebenen Bedingungen, wie Kronenbreite u. a. m., wird man ein angenähertes Profil wählen oder vorläufig rechnerisch bestimmen und dasselbe auf seine Standsicherheit untersuchen (s. S. 235 u. f.). Hierbei werden sich gegebenenfalls Änderungen ergeben, wenn die Bedingung erfüllt werden soll, daß bei vollem und leerem Becken möglichst gleiche Materialbeanspruchungen d. h. Kantenpressungen vorhanden sein sollen. Die schließliche Feststellung des Querschnittes ist hierbei oft Sache persönlicher Konstruktionsanschauungen und rechnerischer Überlegung, und es drückt die Persönlichkeit des Konstrukteurs dabei oft der Form das Zeugnis eigenen Schaffens auf.

b) s. Kreuter, Beitrag z. Berechnung u. Ausführung von Staumauern. S. 19.

17*

Für die vorläufige Wahl des Querschnittes werden die früher auf S. 225 u. f. mitgeteilten Konstruktionsregeln zu beachten sein. Daneben sind einige Querschnitte von neueren ausgeführten Anlagen mitgeteilt, die für diese Vorentwürfe guten Anhalt bieten werden. Ebenso sei auf die Tabelle 60 über die Hauptabmessungen ausgeführter Sperrmauern hingewiesen. Im übrigen vergleiche man auch die Abb. 117. Eine Aufstellung der Querschnitte vieler Staumauern und Staudämme aus allen Teilen der Welt s. Schuy 1er,

Tabelle 60. Hauptabmessungen ausgefiihrter Sperrmauern¹).

Tal

Baugrund

Kronen

breite

Größte Höhe über

Gründungs-

sohle

Größte Breite an der Sohle

Verhältnis vonBreite zur Höhe

Eschbachtal . . . Tonschiefer und Grauwacke sog.

Lenneschiefer

4,0

Bevertal.....

Lingesetal .... Bobertal (bei Buchwald) ......

Fuelbecketal . . .

Langetal.....

Tambachtal....

Yersetal.....

Urnitztal b. Wölfes-

grund .....

Glörbachtal.... Herbringhäusertal .

Haspertal.....

Neyetal......

Hennetal.....;

Östertal.....!

Listertal.....

Möhnetal.....

Konglomerat und Grauwacke Lenneschiefer Grauwacke und Schiefer Lenneschiefer

Gneis

Lenneschiefer

Weicher Schiefer u. harte Grauwacke

Lenneschiefer

Ennepetal . .

Sengbachtal .

Queistal . . .

Edertal (Waldecker) Tonschiefer und Grauwacke

Gneis

4,5

4,5

3,0

3,5

4,0

4,5

4,0

3,3

4,5

4,5

4,0

4,5

5,0

4,5

5,5

6,0

4,5

4,5

6,0

5,75

25.0

25,0

25,5

26,7

27,0

27,5

27,7

28,5

30,2

32,0

33,0

33,7

33,8

36,3

39,8

40,0

40,3

40,9

43,0

45,0

47,6

Ol

*0 © K3 03 io ,    «o cs" os cs"

rHiHrH tHi-Ht-It-Hi-H

18,9

23,0

24,0

23,6

22,7

28,5

27,8

30,0

34,6

32.9

36,5

39,1

O © CD JD O

0,63

0,72

0,73

0,70

0,67

0,70

0,70

0,75

0,85

0,80

0,85

0,87

Urfttal

55

58,0

33,9

50,5

0,71

Bobertal b. Mauer.

Gneis

7,2

60,0

0,80

50,2

0,83

') S. auch Zeitschr. f. Bauwesen 1910. S. 563.

Reservoirs for Irrigation etc. Neuyork 1908. Dem geübten Konstrukteur wird dieses Material genügen, um die Umrißlinien des Querschnittes im Einzelfalle festzulegen. Will man aber diese Form durch rechnerisches Verfahren finden, so sei verwiesen auf die nachstehenden Aufrechnungen, in denen die Bestimmungsgleichungen für die Abmessungen der Querschnitte abgeleitet werden. Man darf aber bei der Profilgebung nicht vergessen, neben den statischen Gesetzen auch die ästhetischen Gesichtspunkte zu berücksichtigen.

Berechnung der Abmessungen eines Staumauerquerschnittes. Nachdem man die Kronenbreite k aus praktischen Gründen (s. S. 225) festgelegt hat, ergibt sich die Höhe des Kopfes aus der Gleichgewichtsbedingung (Abb. 118)

;    <z² a

6 ⁼ 2“ ' 3

a — k Vy₀

0,97.    - •

:| i'A \\

f W

75

V.,

20

■ 6. i---*

-------

25

--------

30

J5

4\\

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J£\

\ \ x .'V

W

Gelände

SO

55 -

\n

- 5S.O--

5Ą&?

■W

55 - -

■56.93-

~<J *

7/^

Wi-

Abb. 117. Vergleichende Darstellung einiger neuerer Talsperrenquerschnitte.

worin y₀ des Raumgewicht des Mauerwerks ist. Der Hals soll trapeziörmig werden. Seine Höhe und seine Grundbreite f — k + x sind so zu bemessen, daß die Drucklinie für volles und leeres Becken durch die Kerngrenzen gehen. Aus diesen Gleichgewichtsbedingungen ergibt sich nach Kr eu ter¹)

= 1,475 a x = 1,237 k d = a + %, — 2,475 a f=k + x = 2,237 k.

Die Grundbreite des Rumpfes t berechnet sich, wenn man von der Bedingung ausgeht, daß bei gefülltem Becken die Beanspruchung an der Wasserseite gleich Null ist, aus

VYo (yi + 8,365/0 ² k*)'

Für k — 0 erhält man die für das Grunddreieck gültige Beziehung. Für k > o sind die Breiten t stets kleiner als beim Grunddreieck und die Kurve der luftseitigen Böschung nähert sich asymptotisch der Hypotenuse des Grunddreiecks. Es sei jedoch bemerkt, daß man zur Vermeidung

t) a. a. O. S. 35.

des inneren Auftriebes im allgemeinen die Querschnittsabmessungen so groß wählt, daß die Bean-sprachung an der Wasserseite stets > o bleibt (s. § 32 a). Die obige Gleichung gilt für Werte von y

2    df

Yo +1

Wenn man den Querschnitt hiernach mit lotrechter Begrenzung an der Wasserseite berechnet, so bleibt die luftseitige Stützlinie zwar im Kern, die wasserseitige Stützlinie tritt aber etwas aus dem Kern heraus, so daß an der Luftseite kleine Zugspannungen entstehen würden. Es empfiehlt sich daher, besonders für hohe Mauern, von der Höhe d ab an der Wasserseite eine Verbreiterung anzuordnen. Kreuter leitet für die Berechnung von u (s. Abb. 118) aus der Differentialgleichung der wasserseitigen Begrenzungslinie des Querschnittes die Beziehung ab

3    ,    15    35

88’’

zwischen den Grenzen y = d und y =

, wenn at die zulässige größte Schubspannung ist.

OO i M-

24Ö

y¹¹

2/15

+ Ccp

worin cp = 8,365 /₀² /c⁴ ist. Die hiernach notwendigen Aufrechnungen sind ziemlich umständlich. Ebenso sind die Kr eu ter sehen Ableitungen für den Fuß, die sich aus der Bedingung ergeben, daß

die Bandspannungen hier gleichbleiben sollen, sehr verwickelt. Für die Bestimmung der Begrenzungslinien des Querschnittes kommt man auf Gleichungen höherer Ordnung mit weitläufigen Ausdrücken. Selbst die von Kreuter angegebenen Näherungsverfahren für die Ableitungen der Bestimmungsgleichungen führen zu langwierigen Aufrechnungen. Zudem ergibt dieses Verfahren Querschnittsformen, die praktisch unvorteilhaft erscheinen. Die Anwendung eines Fußes mit sehr flach auslaufenden Böschungen ist unerwünscht, da die Gefahr der Abscherung vorliegt.

Einfacher gestaltet sich der folgende Bechnungsgang nach Link¹). Wenn man an dem Grunddreieck für die Querschnittsgestaltung festhält, so folgert, falls an der Luftseite keine Zugspannungen entstehen sollen (Abb. 119), daß

r^T-T

Hals

--1---

X -ę~ k

LJ^L-

//

Rumpf

//

//

/j

fuss

t-H CO

62, also &2 = 2 b\. Von der Höhe h%

ab muß also eine Verbreiterung an der Wasserseite eintreten. Die erforderliche Verstärkung x in der Tiefe h findet man durch folgende Näherungsrechnung : Der an der Wasserseite hinzukommende Mauerkörper werde etwas zu ungünstig als Bechteck von der Höhe J13 betrachtet. Dann gilt, wmnn die Mittelkraftlinie durch den Drittelpunkt der Fuge von der Breite b + x gehen soll, die Momentengleichung

Abb. 118.

• h 1b , V , bi - hi, I    \    , x __'b ■

2T\3+X)^--2    ( h +x)+x-h* ’ 2 “ [~2

Oq co

bi 'hi

—2--\-x-h 3

'ó + a;

Unter Vernachlässigung des verhältnismäßig unbedeutenden Gliedes mit der Größe .15² findet man

5, - hi (5 — 2 bi)

X — 2 • (b ■ h +■ bx hi — 5 ■ 5.3) '

Trägt man einige Werte von x auf, so findet man als Begrenzung an der Wasserseite unterhalb h 2 eine Kurve, die nach außen konvex ist und in nahem Abstande von der Lotrechten verläuft.

Will man die Wasserseite der Mauer schon von der Krone aus geneigt machen (Abb. 120), so bestimmt sich das Maß des Vorsprungs x für eine Mauer von der Höhe h aus:

15 • h

æ=h>

O0\ Os-

(! bi+x) +

x h 2 2" * 3

h ■ x~\ 5 + x

1) Bestimmung der Querschnitte von Staumauern und Wehren mit dreieckigen Grundformen S. 16.

Man findet wiederum unter Vernachlässigung des Gliedes mit der Größe x-:

bi • hl ■ lb — 2 bt)

X “ b ■ h • + 2 bThV '

Es empfiehlt sich eine Neigung, wie schon oben bemerkt, von 1 : 20 bis 1 : 25, bisweilen kommen flachere Böschungen bis 1 : 10 vor (s. S. 228).

Eine Verbreiterung an der lotrechten Wasserseite mit Rücksicht auf die Grenze der Materialbeanspruchung wird erst nötig von der Höhe ab, die sich ergibt aus der Bedingung

Yo

h2

*2

,b₂.

>13

---v---ń X H

__b±x_

Abb. 119.

Abb. 120.

Da max am = 2 at ist, so ist

h = 2^.

Yo

Es ist z. B. für at — 70 t/qm, y₀ = 2300 kg/cbm h = ^'60,9 m.

Dieses letztere Verfahren für die Ausbildung des Rumpfes wird für Talsperrenquerschnitt von sehr ansehnlicher Höhe ausreichen. Will man am Fuß eine kurvenförmige Ausgleichung herbeiführen, wobei die Böschung 1 : 1 nicht unterschritten werden sollte, so wird hierbei ein zeichnerisch probierendes Vorgehen einfacher und ebenso sicher zum Ziele führen als die oben angedeutete Rechnung nach Kreuter. Im übrigen sei auch hier bemerkt, daß es sich durchaus empfiehlt, die Knickpunkte der Querschnitte, wie sie sich bei rechnerischen Ableitungen ergeben, durch Ausrundungen auszugleichen.

Neben der im Text angegebenen Literatur vgl. man über die Berechnung und Querschnittsgestaltung der Sperrmauern:

De Sazilly, Sur un type de profil d’égale résistance proposé pour les murs de réservoirs d’eau. Ann. d. p. et ch. 1853 II S. 191.

Graeff, Rapport sur la forme et le mode de construction du barrage du gouffre d’enfer, sur le Furens, et les grands barrages en général. Ann. d. p. et ch. 1866 II S. 184.

Del ocre, Sur la forme du profil à adopter pour les grands barrages en maçonnerie des réservoirs. Ann. d. p. et ch. 1866 II S. 212.

Krantz, Étude sur les murs de réservoirs. 1870.

Rankine, Report on the design and construction of masonry dams, The Engineer 1872 S. 1.

Intze, Quaimauern, Stützmauern und Talsperren, Deutsche Bauzeitung 1875.

Harlacher, Das Reservoir im »bösen Loch« bei Komotau, Technische Blätter 1875, S. 89.

Unger, Zentralbl der Bauverw. 1892, S. 161.

i) Ann. des Ponts et chauss. 1902. III. S. 31.

Pelletreau. Études des murs qui supportent une poussée d’eau. Ann. d. ponts et chauss. 1877—78. Fernere Aufsätze von demselben Verfasser über diesen Gegenstand siehe Ann. d. ponts et chauss. 1893 u. 1897 und V. Intern. Schiffahrtsk. Paris 1892.

Lévy (Maurice). Quelques considérations sur la construction des grands barrages. Comptes rendus de l’Académie des Sciences. 5. Aug. 1895. S. ferner dessen Schriften über diesen Gegenstand. Ann. d. ponts et chauss. 1897. '— Comptes-rendus de l’Académie des Sciences 2. Mai 1898, 4. Juli 1898.

Form und Standsicherheit hoher Talsperren. Eng. News Okt. 1903, S. 301. 3. 3. 1904 S. 204.

Kreuter. Berechnung der Staumauern. Zeitschrift für Bauwesen 1904, S. 465.

Crugnola. Muri di sostegno e traverse dei serbatoi d’acqua.

Bouvier. Calculs de résistance de grands barrages. Ann. d. ponts et chauss. 1875.

Dumas. Etude théorique et pratique sur les barrages réservois (s. auch le Génie civil 1896).

Guillemain. Rivières et canaux.

Die Cheesman Talsperre. Amer. Soc. Civ. Eng. Proceedings März 1904, Transact. Dez. 1904. S. 89. — Eng. Record Okt. 1903, S. 484. — Eng. News. Mai 1904. S. 443. Zentralbl. d. Bauverw. 1905, S. 217. Luftverdünnung auf der Rückseite einer überströmten Staumauer. Eng. News. Mai 1904, S. 426.

Über den Querschnitt von Stauwehren. Engineer 17. 8. 1906 mit Fortsetzungen.

Konstruktion von Stützmauerprofllen. Zeitschr. d. österr. Ing. u. Archit. Ver. 1907, S. 883.

Über den Bau gemauerter Talsperren. Engineer 27. 9. 1907.

The Design of the New Croton Dam. Proceedings of the American Society of Civil Engineers Jan. und März 1907 (Entwicklung der Theorie von Sperrmauern im Anschluß an die Querschnittsgestaltung der Kroton-sperre).

Eine Zusammenstellung der verschiedenen Theorien, im besonderen der französischen Forscher findet sich bei H. Bellet. Barrages en Maçonnerie. Grenoble 1907.

Ferner siehe: .

Kreuter, Beitrag zur Berechnung und Ausführung der Staumauern. München u. Berlin 1909.

Platz mann, Über den Querschnitt der Staumauern. Leipzig 1908.

Mohr, Der Spannungszustand einer Staumauer, Wien 1908.

Link, Die Bestimmung der Querschnitte von Staumauern und Wehren aus dreieckigen Grundformen. Berlin 1910.

Über neuere Untersuchungen zur Berechnung von Talsperren s. auch

Zeitschr. des österr. Ing. u. Arch. Ver. 1909, S. 691.

Zeitschr. f. Arch. u. Ing. Wesen 1909, Heft 5.

Eugin. News 1909, S. 120.

Journ. of Western Soc. of Eng. 1909, S. 625.

Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1910, S. 535.

Eine gute Literaturübersicht findet sich u. a. bei Wegmann, Design and Construction of Masonry Dams. V. Auflage 1908. S. 405; ferner im Abschnitt: Flüsse, Kanäle, Häfen der bibliographischen Notizen des Internat. Schiffahrtskongr. 1908, S. 298, sowie im Lit. Nachweis d. Wasserbauabt. d. preuß. Minist, d. öffentl. Arbeiten.

§ 32. Neuere Gesichtspunkte für die Berechnung und den Entwurf von Sperrmauern. Nachdem in den vorstehenden Abschnitten die Grundsätze der heute gültigen Theorie für die Berechnung von Staumauern und einige Anhaltspunkte für das Entwerfen von Querschnitten dargelegt sind, soweit diese Grundlagen der praktisch ausübende Ingenieur braucht, mag es am Platze sein, im nachstehenden noch einige Sonderfälle der Theorie zu besprechen. Diese Forschungsgebiete sind heute noch nicht abgeschlossen und endgültige Kegeln können daher nach dem heutigen Stande unserer Erkenntnis noch nicht aufgestellt werden. Aber diese Streitfragen haben weite Ingenieurkreise beschäftigt und zum Teil lebhafte Erörterungen hervorgerufen. Sie sind nicht ohne Einfluß auf Maßnahmen in der Praxis geblieben. Es ist sicherlich nicht uninteressant, festzustellen, daß bei diesem Suchen nach der Wahrheit bei den schwierigen Aufgaben der Mechanik und Statik heute vielfach der Versuch eine große Rolle spielt und gegenüber der früheren Art, die mehr von rein theoretischen Betrachtungen ausging, in den Vordergrund gerückt ist. Diese Neuerung erscheint zweifellos als ein aussichtsvolles Vorgehen. Es sind besonders englische Ingenieure, die sich bis in die unmittelbarste Gegenwart hinein an diesem Gegenstände versucht und Bedeutendes zur Klärung unserer Anschauungen beigetragen haben.

a) Der innere Auftrieb (Unterdrück) in Talsperren³).

Die Frage des inneren Auftriebes in den Sperrmauern ist von deutschen und ausländischen Ingenieuren in den letzten Jahren viel erörtert worden, ohne jedoch zum Abschluß gebracht zu werden. Es sind Theorien und Formeln aufgestellt, aber alle diese rechnerischen Ableitungen blieben anfechtbar, weil die Voraussetzungen der Untersuchungen nicht eindeutig anerkannte waren. Die Anschauung über die Entwicklung des Wasserunterdruckes in der Gründungssohle oder im oberen Mauerteile der Talsperren geht von der Annahme aus, daß sich im Mauerwerk eine Lagerfuge öffnet, daß Wasser hier eintritt und daß unter dem Drucke des im Becken gestauten Wassers ein kippendes Moment entsteht, das das Kippmoment des wagerechten Wasserdruckes erhöht.

Es seien hier kurz einige der den Rechnungen zugrunde gelegten Annahmen erwähnt. Fee ht⁴) nimmt an, daß die Auftriebkräfte am Anfang der Fuge gleich dem vollen Wasserdrücke, am Ende gleich Null seien, derart, daß der ganze in der Fuge wirkende Auftrieb durch ein Dreieck dargestellt wird.

Lickfeldt⁵) schloß sich dem Vorgehen von Kiel an und setzte die Möglichkeit voraus, daß sich in den Lagerfugen der Sperrmauern ein voller Unterdrück entwickeln könnte. Seine rechnerischen Ableitungen kommen zu einer Verstärkung der Mauer in etwa der halben Höhe bei einem nach der üblichen Kerntheorie bemessenen Standmauerquerschnitt. Pelletreau⁶) geht von dem Gedanken aus, daß sich eine Fuge bis auf ⁹/io ihrer Länge auftun könne. In der offenen Fuge herrscht der volle Wasserdruck und nimmt einen gleich großen Druck von dem Gewicht des darüber befindlichen Mauerwerkes auf. Den Uberschuß des Mauergewichtes über den Auftrieb in der offenen Fuge müsse der noch geschlossene Mauerteil tragen. Sicherheit gegen Gleiten soll für den Fall vorhanden sein, daß die Hälfte der Fuge offen ist.

van Buren⁷) verlangt ebenfalls die Berücksichtigung des Unterdruckes, und zwar soll nach Abzug des vollen Auftriebes vom Gewicht des Mauer Werkes und der Wasser-auflast auf die Böschungsfläche an der Wasserseite der Uberschuß an senkrechter Last mal dem Reibungskoeffizienten noch imstande sein, dem wagerechten Wasserdruck zu widerstehen.

Professor Intze nahm den Standpunkt ein, daß es nicht nötig sei, den inneren Auftrieb zu berücksichtigen. Er entwarf seine Talsperrenquerschnitte so, daß Zugspannungen an der Wasserseite nicht auftreten. Damit schaltete er ein etwaiges Klaffen der Fugen aus, so daß sich nach seiner Ansicht ein Wasserunterdruck nicht entwickeln könne. Wo er, wie in Marklissa und Mauer, den Auftrieb dennoch berücksichtigte, gab er anderweitigen Einflüssen, die auf eine erhöhte Sicherheit hinwirkten, statt, um die

den beiden Teilen aufgehoben. In der Beziehung < — V ■ f-\- x-b( s. S. 258) müssen dann

Befürchtungen der schlesischen Bevölkerung zu zerstreuen¹). Die Talsperre von Marklissa erhielt darnach bei 45,0 m Höhe eine Sohlenbreite von 39,1 m, die als reichlich bezeichnet werden muß.

Die Willkür der ersterwähnten Annahmen liegt auf der Hand. Man setzt dabei zum Teil Gleichgewichtsverhältnisse in der Mauer voraus, wie sie überhaupt nicht bestehen können. Wenn man den Auftrieb in einer Fuge in der ganzen Mauerbreite voll wirkend denkt, so könnte sich dieser Zustand nur in der Weise bilden, daß eine vollständige Trennung zwischen dem oberen und unteren Mauerteile stattfindet (Abb. 121). Nur dann kann das Wasser frei eintreten und der ganze hydrostatische Unterdrück zur Geltung kommen. Wäre dies aber der Fall, so ist sowohl die Scherfestigkeit wie Reibung zwischen

* P Tt

\U

Abb. 121.

beide Werte f (Reibung) und x (Scherfestigkeit) = 0 gesetzt werden. Der Widerstand gegen eine seitliche Verschiebung ist vollständig beseitigt, obwohl doch andererseits ein starker wagerechter Schub durch die Festigkeit des Baustoffes aufgenommen werden muß. Es müßte ein Verschieben der Mauerteile gegeneinander eintreten, wenn auch die lotrechten Komponenten Standfestigkeit erweisen. Wie man ersieht, gelangt man bei dieser Voraussetzung zu undenkbaren Gleichgewichtszuständen. Sie stellt einen Belastungsfall dar, der weit ungünstiger ist, als er sich in Wirklichkeit jemals herausstellen kann. Eine Sperrmauer, die einen solchen Spalt hätte, daß sich eine volle Wasserschicht dazwischen legte, kann nicht, auch nur einen Augenblick, dem Umsturz stand bieten. Wenn man bei theoretischen Untersuchungen zwar oft genötigt ist, von Annahmen auszugehen, so müssen diese doch immerhin im Rahmen einer annähernden Wahrscheinlichkeit bleiben. Rechnungsergebnisse aber, die sich auf unmögliche Belastungsfälle aufbauen, können nicht wohl richtig und praktisch brauchbar sein.

Es scheint aber in Anbetracht der sich vollkommen entgegenstehenden Ansichten von Fecht und Lieckfeldt und der anderen Ingenieure einerseits und Intze andererseits von Wert, zu untersuchen, inwieweit der innere Auftrieb in den Staumauern nach der tatsächlichen Gestaltung der Dinge und unter Berücksichtigung der ungünstigsten Zufälle überhaupt zur Wirkung kommen kann. Die Frage ist bedeutsam, denn obwohl viele Talsperren nach Querschnitten, die nicht auf den Wasserunterdruck berechnet wurden, ausgeführt sind, und sich als sicher und standfest erwiesen haben — sowohl in Deutschland wie im Auslande —, ist dies doch immer wieder Gegenstand der Sorge mancher Ingenieure gewesen. Wollte man die Mauern daraufhin allgemein verstärken, so gelangte man zu vermehrten Mauermassen und Kosten und die ohnehin bisweilen bedrohte Wirtschaftlichkeit dieser Unternehmungen würde noch mehr ins Wanken kommen können.

Man wird anerkennen, daß es vorteilhaft und am meisten Erfolg versprechend ist, die Sachlage auf Grund von Beobachtungen des ausführenden Ingenieurs in der Praxis zu prüfen. Darum sei eine kurze Betrachtung dem Auftreten von Quellen und Wasseradern in der Felssohle unter den Talsperren und in ihrem Mauerwerk zugewendet. Der Verfasser möchte aus seinen Erfahrungen beim Bau von Talsperren hervorheben, daß in den Gründungssohlen wohl aller solcher Bauwerke Quellen mehr oder weniger vor-

*) Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1906.

handen sind, auch dort, wo eine gute und geschlossene Felslage sich vorfindet. Solche Quellen traten u. a. beim Bau der Solinger Talsperren (Rheinland) in der Baugrube der großen 43 m hohen Hauptsperrmauer, wie auch bei der Gründung des Betonkernes des Staudammes für das Vorbecken auf, ohne daß daraus ein Bedenken hergeleitet wurde. Auch in der Sohle der unter der Oberleitung des Verfassers erbauten Nordhauser Sperre im Harz¹) und anderwärts konnten Quellungen beobachtet werden, so gute Untergrundverhältnisse sich sonst darboten. Man kann annehmen, daß ein Netz von feinen Rissen in der Felssohle besteht, und das leise Rieseln von Quellwasser zeigt, daß hier eine Verbindung mit dem Grundwasser der übrigen Talsohle oder mit wasserführenden Schichten an den Hängen besteht. Diese natürlichen Wasserfäden bleiben auch später, wenn die Sperrmauer fertig ist, bei stauendem Becken erhalten, und auf diese Vorstellung mögen die oben erwähnten Annahmen gegründet sein.

Man wird sich fragen dürfen,

1.    wie groß ist etwa ungünstigsten Falles die in dieser Weise dem Wasserdruck ausgesetzte Fläche im Verhältnis zu der Gesamtfläche der Gründungssohle oder eines höher gelegenen wagerechten Schnittes und

2.    sind die Wasseradern so stark, daß sie den Druck unmittelbar derart zu übertragen vermögen, wie er sich in Rohrleitungen fortsetzt.

Staubecken

Jeder solcher

Man würde, wie bemerkt, zu weit gehen, wenn man als diese Auftriebfläche die ganze Grundfläche der Mauer in Rechnung ziehen wollte, denn man muß beachten, daß nur einzelne Quellen auftreten.

¹

Durch den in dieser Fuge beginnenden Fuß des Mauerprofils an der Wasserseite und die auf demselben und auf dem vorderen Mauerfuße (von Geländehöhe 112,20 ab) ruhende Erdlast werden von hier ab die Spannungen der Spalte 13 etwas vergrößert und diejenigen der Spalte 14 etwas verkleinert.

²

) Zentralbl. der Bauverw. 1905, S. 68.    ²) Über die Randbeanspruchungen, die größer sind, s. S. 238.

³

   Zum Teil nach einem Aufsatze des Verfassers in der Zeitschrift für Architektur und Ingenieurwesen, Jahrgang 1908, Heft 3.

⁴

²)    Zeitschrift für Bauwesen 1889.

⁵

   Zentralbl. d. Bauverw. 1889 und 1898, S. 105.

⁶

⁴)    Ann. d. ponts et chauss. 1897 I, s. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1898.

⁷

⁵)    Transactions des amerikanischen Ziviling.-Ver. 1895, s. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1898.

H ErdaußcJuUtungr^si

Quellenfässuna

Fel <5

Abb. 122. î-.iooo.

Wasserader entspricht ein gewisses Wirkungsfeld. Die Sperrmauer wird im Trockenen gemauert. Der Mörtel haftet fest an den natürlichen Auszackungen der Felssohle und vielleicht ^ nur in wenige tiefere und enge Stellen dringt der Mörtel nicht ein. Hier mag sich in geringem Umfange die Möglichkeit bieten, daß ein fester und unmittelbarer Zusammenhang von Fels und Mauerwerk fehlt. In dem bei weitem größten Teile der Grundfläche aber ist ein geschlossenes unmittelbares Anhaften sicher.

In der Abb. 122 möge eine solche Verbindung einzelner Stellen der Fundamentsohle mit dem Staubecken zur Darstellung gebracht sein. Die Einflußgebiete können nach den Beobachtungen im Bauvorgange geschätzt werden. Sie werden verschieden an Größe sein, je nachdem die Quelle nur an einer Stelle tief von unten auftritt oder sich an der Mauersohle entlang zieht. Auch wird man es nicht für ausgeschlossen halten dürfen, daß sich neue Quellen erst nach Beginn der Stauung bilden. Von diesen tatsächlichen Verhältnissen wird der Umfang der benetzten Fläche abhängen. In der Gründungssohle der Solinger Talsperre zeigten sich etwa sechs Quellen. Selbst wenn man gelten läßt, daß alle diese Quellen im Fels durch feine Wasserzüge Verbindung miteinander hatten, so möchte ich nach meinen gerade der Aufklärung dieser Frage

zugewendeten Wahrnehmungen beim Vorgänge der Mauerung der Ansicht sein, daß das Wirkungsgebiet der Quellen insgesamt keinesfalls mehr wie etwa yi0 der Gesamtgrundfläche betragen hat.

Diese Fläche würde also für den Unterdrück in Ansatz zu bringen sein für den Fall, daß die Adern an ihrem Austritt abgedichtet werden, um den Wasserdurchzug abzusperren. Dann käme die hydrostatische Druckhöhe vom Wasserspiegel des Beckens zur Entfaltung. Wenn aber die Quellen nicht verstopft werden, sondern durch Einlegen von Röhren im Mauerwerk der freie Abzug offen gehalten wird (Abb. 122), so würde der geringere hydraulische Druck in Rechnung zu setzen sein.

Wie in der Gründungssohle, so liegt auch im oberen Mauerwerk der Talsperren die Möglichkeit zur Bildung von Wasseradern vor. Feuchte Stellen, auch Rieselungen unter dem Einfluß des gestauten Beckens kann man an vielen Talsperren beobachten. Besonders auffallend zeigen sich solche an der Gileppe in Belgien und auch an der Herbringhauser Sperre bei Barmen. Feuchte Stellen an den verschiedensten Stellen, die zur Winterszeit Anlaß zum Ansetzen von Eiszapfen geben, hat der Verfasser ferner beobachtet an der Bemscheider-, Lingese-, Bever-Talsperre usw. Häufig tritt solche Feuchtigkeit in der Höhe auf, in der die Mauerung der Talsperre eine winterliche Unterbrechung erfahren hat. Diese Erscheinung wird allgemein in dem weniger guten Zusammenhang des alten und des neuen Mauerwerkes, das im nächsten Frühjahr aufgesetzt wird, zu suchen sein. Auch für diesen Fall gilt das über die Größe der Druck-flâche vorhin Erörterte. Es sei betont, daß die vorstehende Betrachtung und die darnach für den Unterdrück etwa aufzustellende Rechnung nur dann gelten kann, wenn die Wasseradern einen hinreichend großen Querschnitt haben, um eine unmittelbare Druckübertragung zu gestatten.

Wie steht es nun aber mit den Ausmaßen dieser Wasserverbindungen? Wer Talsperren gebaut und im Betriebe gesehen hat, wird wissen, daß derartige Risse — man denke an die Stärke eines Fingers und mehr — im Fels wie im Mauerwerk ausgeschlossen sind. Eine einigermaßen verläßliche Bauausführung wird unbedingt alle groben Undichtigkeiten zu beseitigen wissen und vermeiden — was leicht und ohne besondere Sorgfalt erreichbar ist, wenn nach den einfachsten Regeln einer guten Technik gearbeitet wird. Es werden im Felsuntergrund wie im Mauerwerk zwar unvermeidliche Haarrisse übrig bleiben. Auch Temperaturrisse können in den oberen dünneren Mauerteilen und an den Außenflächen Vorkommen; aber sie werden eine größere Stärke nicht erreichen. Man muß daher eine weitere Erörterung Uber die Frage anstellen, wie sich in solchen dünnen Adern die Druckübertragung gestaltet.

Alle Erscheinungen lassen schließen, daß in den feinen Haarrissen der Wasserdruck sich nicht weit fortsetzt. Die Druckhöhe wird durch den Widerstand, der sich der Bewegung des Wassers in den zackigen, rauhen Kapillarrissen entgegensetzt, vollkommen aufgezehrt und sinkt schon in geringem Abstand von der Außenfläche ganz oder fast auf Null herab. Man kann dies an den Talsperren bei gefülltem Becken beobachten. Aus den Undichtigkeiten an der Luftseite, in den Stollen und Stollenabmauerungen tritt das Wasser ohne jeden Druck aus. Es ist kein springbrunnenartiges Aufsteigen, sondern ein leichtes Rieseln. Man muß sich weiterhin vergegenwärtigen, daß schon die kapillare Reibung von 2 bis 3 cm starken Mörtelscheiben, wie sie für Dichtigkeitsproben hergestellt werden, genügt, um einen Wasserdruck von 20 bis 30 m und mehr aufzuzehren. Die Feuchtigkeit tritt auf der anderen Seite in Tropfen ohne Druck aus. Es scheint, daß der Druck schon durch die Reibung am Eintritt in die kapillaren Röhren sich aufbraucht. Uber diese Tatsachen muß man sich klar werden, wenn man die Frage des inneren Auftriebes in Talsperren beurteilen will.

Die meisten deutschen Talsperren haben an der Wasserseite einen guten dichten Putz von 2¹/2 bis 3 cm Stärke erhalten und sind am wasserseitigen Fuß durch Betonlagen, Putzschichten und Tonschiittung auf das vollkommenste abgedichtet s. S. 200. Dieser Putz wird aus solchen Baustoffen und in solchen Mischungsverhältnissen hergestellt, daß er sich in Versuchen wie in der Praxis als dicht erwiesen hat. In dieser Lage wird also die gesamte Druckhöhe aufgebraucht und drucklos, wo feine Haarrisse vorhanden sind, tritt das Schwitzwasser, dem Schwergewicht folgend, in das dahinterliegende Mauerwerk ein und rieselt nach den eingelegten Drainrohren oder folgt anderen feinen Wegen. Wo diese Putzlage fehlt, wird sich der Druck durch die Reibung in dem Mauerwerke selbst nächst der Wasserseite vernichten, ebenso wie dies in den Haarrissen des Felsuntergrundes geschieht. Erst wenn sich eine Stauung bildet, wenn man z. B. eine Quelle künstlich absperrt, also den langsamen Durchzug unmöglich macht, kann man sich wohl vorstellen, daß auch in den kapillaren Verbindungen die Reibung in der Bewegung sich nicht mehr aufzehren wird, sondern in sehr langsam vor sich gehender Stauung ein hydrostatischer Druck zur Entwicklung gelangt. Aber in den Talsperren findet durch die feinen Poren im Fels wie im Mauer werk ein ständiger, wenn auch sehr langsamer und winziger Abzug statt und man erkennt hieraus auch, wie es notwendig ist, etwa bei der Bauausführung in der Gründungssohle auftretenden Quellen, sofern sie irgend merkbar rieseln, durch Einlegen von Rohren freien Abzug zu gestatten. Es mag in Hinsicht auf diese Darlegungen von Interesse sein, zu erwähnen, daß bei dem Solinger Talsperrenbau die Quellen in dem Teile der Mauer, der nach dem Staubecken liegt, durch Tonrohre abgefangen sind, die bis zur Höhe der Rohrstollen hochreichen und in diese einmünden. Solche Quellen werden, selbst wenn sie bei gefülltem Becken Verbindung mit dem dann vorhandenen Wasserdruck erhalten, auf diese Weise unschädlich abgeleitet. In dem nach der Luftseite gelegenen Teile der Mauer wurden die anfänglich hochgenommenen Quellen zugemauert oder die Rohre mit Zementmörtel ausgegossen und verstopft. Dies geschah in der Erwägung, daß dort ein Auftrieb, hervorgerufen durch die Quellen, für die Standsicherheit der Mauer günstig wirken muß. Wenn man den Mittelpunkt der Mauerbreite als Drehpunkt ansieht, so arbeitet dieser Auftrieb dem Druck des Wassers im Becken entgegen¹).

Der Verfasser ist nach diesen Beobachtungen und Überlegungen der Ansicht, daß dort, wo man — wie dies im Interesse der Sicherheit ohnehin notwendig und bei deutschen Talsperrenausführungen geschehen ist — auf einer festgeschlossenen Felslage baut, wo eine üblich gute Herstellungsweise mit dichtem Mörtel und gesunden Steinen stattfindet und wo überdies an der Wasserseite der Mauer und ihrem Fuß eine sachgemäße Abdichtung angebracht ist und etwaige kleine Quellen abgefangen und unschädlich abgeleitet werden, sich ein innerer Auftrieb in nennenswerterWeise, derart, daß er bei der statischen Berechnung berücksichtigt werden müßte, überhaupt nicht entwickeln kann. Hier genügt es, die Standfestigkeit nach der Stützmauertheorie nachzuweisen. Es darf nicht außer acht gelassen werden, daß das eindringende, vom Mauer werke aufgesaugte Wasser günstig für die Standsicherheit wirkt, indem dadurch das Gewicht des Mauerwerkes vermehrt wird (s. S. 231). Notwendig* erscheint es aber, Untersuchungen bei der Baustoffprüfung darüber anzustellen, ob etwa

t) Zeitschrift f. Bauwesen 1904, S. 340.

das in das Mauer werk in feinen Haarrissen eintretende Wasser gewisse innere Spannungen hervorzurufen vermag, die seine Festigkeit beeinflussen und herabmindern. Darüber sind wir noch wenig unterrichtet.

Hat man es mit einem weniger geschlossenen, aber tragfähigen Fels zu tun, so muß — die Zulässigkeit der Bauausführung an sich vorausgesetzt — die etwaige Berücksichtigung des Unterdruckes der Entscheidung im gegebenen Falle überlassen bleiben. Es wird sich dann empfehlen, in der Standfestigkeitsrechnung zunächst den normalen Fall ohne Unterdrück zu untersuchen und außerdem in einer ergänzenden Kechnung den Auftrieb in der Gründungssohle in einem der Beschaffenheit der Felslage angepaßten Maße zur Geltung zu bringen, wobei zur Beurteilung die vorstehenden Ausführungen einen praktischen Anhalt bieten mögen. Link nimmt an¹), daß 30 bis 40 v. H. der Sohlenfläche in gleichmäßiger Verteilung von Druckwasser benetzt werden und Unterdrück erfahren, solange die Fuge nicht aufgetrennt ist, da auch im lose geschüttetem Material die Hohlräume nicht mehr wie etwa 40 v. H. der Masse bilden. Nun baut man Talsperren nicht auf Gerolle. Daraus ergibt sich, daß diese Annahme noch zu hoch bemessen ist. Man wird normaler Weise bei felsgegründeten Mauern auf 10 v. H. schätzen dürfen. Wo aber infolge Klüftigkeit des Felsuntergrundes tatsächlich das Auftreten eines stärkeren Unterdruckes als 10 v. H. zu befürchten ist, da wird man ernstlich prüfen müssen, ob eine solche Stelle nicht überhaupt (auch wegen der Wasserverluste) ungeeignet für die Errichtung einer Talsperre ist. Das Maß der Berücksichtigung des Unterdruckes hat nicht unwesentliche Rückwirkung auf die Kosten des Bauwerks. Während bei vergleichenden Aufrechnungen sich ohne Unterdrück die Sohlenbreite 0=0,68 bis 0,72 h (h = Höhe der Mauer) ergibt, ist bei Annahme von 30 bis 40 v. H. Unterdrück b = 0,72 bis 0,76 h und bei vollem Unterdrück b = 0,76 bis 0,80 h. Diese Querschnittsvergrößerung bedingt eine ansehnliche Vermehrung der Mauermassen.

An der Ostertalsperre sind noch auf Veranlassung von Intze Versuche über das Auftreten des inneren Auftriebes in Talsperren angestellt worden. Hierzu waren Rohre in 3—5 m Abstand auf die Felssohle, dort wo sich Quellen zeigten, aufgesetzt, durch das Mauerwerk hoch genommen und in die Rohrstollen geleitet. Auf die Enden dieser Quellfassungen waren Manometer aufgeschraubt. Nach Anstauung des Beckens zeigten die Manometer Druck an. Es ergab sich, daß die abgelesenen Drucke etwa einem Trapez entsprachen. Seine Höhe an der Wasserseite war gleich der Höhe des Wasserstandes, an der Luftseite gleich der Hälfte der vollen Druckhöhe.

Wenn zwar hiernach ein ziemlich starker Unterdrück gemessen wurde, so ist doch sicherlich nicht anzunehmen, daß dieser Druck unter der ganzen Mauerfläche vorhanden gewesen ist. Es kann dies nur an den Stellen der abgefangenen Quellen der Fall gewesen sein; denn die Entwicklung eines derartigen Wasserdruckes setzt wie bemerkt, das Vorhandensein einer so kräftigen Wasserverbindung voraus, daß sich der Druck wie in Rohrleitungen fortsetzen kann. Solche Wasseradern müssen aber im Fels wie im Mauerwerk — wie oben dargelegt — als eine ganz seltene Ausnahme angesehen werden und ihr Druck kann sich vor allem dann nicht entwickeln, wenn die Quellen einen freien Abzug haben, wofür man in allen Fällen sorgen muß. Entsteht aber in einer feinen Röhre hinter dem geschlossenen Manometer ein starker Druck, so wird nur die allernächste Umgebung entsprechend der Fläche der Wasserader getroffen werden und ihr Wirkungskreis ist ein winzig kleiner gegenüber der großen Fläche des wage-

f) Zentralbl. d. Bauvervv. 1912, S. 39, s. ferner S. 134 n. 238 dess. Jahrg.

rechten Mauerschnittes. Es scheint also nicht zutreffend, aus den Ergebnissen dieser Versuche den Beweis dafür herzuleiten, daß es notwendig ist, den vollen oder annähernd vollen Unterdrück bei der Berechnung der Staumauern zu berücksichtigen. Es sei bemerkt, daß die amerikanischen Ingenieure den innern Auftrieb im Allgemeinen nicht berücksichtigen⁴).

Als ein weiteres Gegenmittel, um die Gefahr des inneren Auftriebes auszuschließen, kann es sich empfehlen, die Mauerabmessungen so zu wählen, daß bei gefülltem Becken an der Wasserseite noch ein kleiner Uberschuß an Kraft übrig bleibt von etwa 0,5 bis 1 kg/qcm, eine Vorsichtsmaßregel, die bei den meisten deutschen Talsperren Anwendung gefunden hat.

Für den Fall, daß unter besonderen Verhältnissen Gründe vorliegen, zur größeren Sicherheit die Wirkung des inneren Auftriebes in Ansatz zu bringen, sei neben dem graphischen Verfahren (S. 236) auf das von Lieckfeldt abgeleitete rechnerische Verfahren verwiesen.

DieStandfestigkeitder Staumau ernmitoffnenLagenfu gen nach Lieckfeldt. Der ungünstigste Fall ist der, daß nur ein wagerechter Biß vorhanden ist an einer schwachen Stelle der Mauer, während darüber ein dicht geschlossener Mauerkörper liegt. Dann ist die Wirkung des Wa sserauftriebes in der offenen Lagefuge wie folgt. Es sei (Abb. 123) HB D J die Druckfigur des Auftriebs und B D E₀ C₀ die ursprüngliche Druckfigur der Spannungsverteilung ohne Auftrieb. Der Auftrieb wird nur insofern wirksam, als er den Gegendruck der Lagenfläche des H Mauerwerks übersteigt. Die Druckfigur B D C₀ E₀ geht also über G in O D E, deren Fläche Qi, gleich der um den Auftrieb A\ verminderten Druckkraft Q ist; also

Ai

_____

AEi

Eo

Wasserseite

Luftseite

Q - A, — Q^.

Mit Bezug auf die Fugenmitte ist:

Die ursprüngliche Druckfigur B D E₀ C₀ muß die gleiche Flächengröße und das gleiche Moment gegen die Mittelachse haben wie die Druckfigur B D El Fx H. Wenn also in Abb. 124 x die Länge des Fugenteils bedeutet, welcher mit mehr als dem Wasserdruck beansprucht wird, und a = Größe der Kantenpressung an der Luftseite ist, so sind diese Maße so zu bestimmen, daß die ganze Fläche = R (Gesamtkraft) und ihr Moment gegen die Mittelachse = Re ist. Es ist also:

R = A H- D

)

In 2) den Wert D aus 1) eingesetzt, gibt

Re = {R-A)(L-x₃\

2)

6 Re

<x>

Ob

<Ä

Abb. 123.

fA.-----sc—

?”r

Abb. 124.

--------- i

l-i

Setzt man

£ol b-

, R—A m, wonach m — —₅— K

-R

und e als Teil von

2’

also e =

n2

und n =

2e

so ist :    — 2 x =

3)

3 (m — n)

x= ----------

2 m

R = A + D = A + [a — h)

und aus 1)

4)

2 (R — A) a — -

2 mR

oder 5)

C-J

X'-

--------—

--------

i R

4 m² R ₇

0/ — -r—-—— • -j (— h

o [m — n) f

Hierbei ist angenommen, daß die Fuge an der Luftseite geschlossen ist, so daß der Wasserdruck in gleicher Stärke an der ganzen Länge der Fuge wirkt. In dem Falle, daß die Fuge an der Luftseite nicht geschlossen ist, nimmt F echt an, daß der Wasserdruck von der Höhe h an der Wasserseite bis auf o an der Luftseite heruntergeht (s. S. 265). Dann ergibt sich entsprechend (Abb. 125) die Kantenpressung an der Luftseite

2R—2A1 2R — A

x¹

Abb. 125.

oder

(1 4- m)-

1 + 2 m — 3 n l

Vergleichsrechnungen ergeben, daß a¹ kleiner ist als a. Der Unterschied ist jedoch unerheblich. Es genügt mit a zu rechnen. Weiteres s. Zentralbl. d. Bauverw. 1898, S. 105, vgl. auch a. a. 0. 1908

S. 338 und 459, 1912 S. 25 und 36.

Der ursprünglich nach der Stützmauertheorie geformte Querschnitt der Solinger Talsperre (s. S. 240 u. f.) wurde nach diesem Verfahren unter der Annahme offener Lagerfugen nachgeprüft. Es ergaben sich dabei die in Tabelle 58 mitgeteilten Ergebnisse. Ein Vergleich der Spalten 7 und 11 läßt die Abweichungen erkennen, die aus diesen verschiedenartigen Berechnungen folgten und die zu einer Verstärkung des Querschnitts bei der Ausführung Anlaß gaben. Die Solinger Talsperre war im übrigen die erste deutsche Anlage, die in dieser Weise auf offene Lagerfugen und inneren Wasserdruck berechnet wurde. Die in Abb. 114 eingetragenen Querschnittslinien zeigen die luftseitige Begrenzung der Mauer mit und ohne Berücksichtigung des inneren Auftriebes, sowie den zur Ausführung gelangten Mauerquerschnitt. Dieser Querschnitt leistet in der gefährlichen Fuge der Bedingung der offenen Lagerfugen Genüge und vermeidet andererseits im oberen Teile die scharfe Einklinkung.

Wie auf analytischem Wege kann diese Berechnung naturgemäß auch graphisch erfolgen, indem — je nach der Annahme — die Größe des von unten wirkenden Auftriebes berechnet und als äußere Kraft im Angriffspunkt des Wasserdrucks in den Kräfteplan eingeführt wird.

Nach dem graphischen Verfahren sind die Talsperren von Marklissa und Mauer auf Unterdrück berechnet. Bei der ersteren Sperrmauer bleibt die Drucklinie für volles Becken auch in diesem Falle innerhalb des mittleren Kerns. Das hat, wie schon oben hervorgehoben, zu ungewöhnlich starken Abmessungen geführt. Bei der Talsperre von Mauer bleibt die Stützlinie für einen Wasserstau bis zur Mauerkrone (ohne Auftrieb) für volles sowie für leeres Becken im mittleren Drittel. Bei Wirkung des vollen Auftriebes tritt die Drucklinie aus dem Kern heraus und soweit an die Luftseite der Querschnittbegrenzung heran, daß die größten Pressungen noch innerhalb der zulässigen Beanspruchungen bleiben (10,7 kg/qcm).

b) Gewölbe wir kung.

Über das Maß der Gewölbewirkung der im Grundriß gekrümmten Talsperren und die Zulässigkeit in der praktischen Ausführung darauf zu rücksichtigen, wenn zwar das Vorhandensein dieser Wirkung grundsätzlich anerkannt wird, gehen die Ansichten der Ingenieure heute noch stark auseinander. Der deutsche Ingenieur liebt es, unbedingte Sicherheit zu haben, die Amerikaner und andere Ausländer gehen kühner vor. Aber man darf nicht übersehen, daß in beiden Fällen hinlängliche Ursachen für das verschiedene Verhalten gegeben sind. Unsere Täler, in denen Talsperren errichtet werden, liegen inmitten stark bevölkerter Gegenden, zum Teil in Industriezentren. Die Täler unterhalb der Sperrmauern sind meist lebhaft besiedelt, sie öffnen sich in breit angebaute Geländeflächen, und große Werte sind in diesen Gegenden und ihren Werken angelegt. Der Bruch einer Talsperre würde unter solchen Verhältnissen nicht nur in erster Linie den Eigentümer der Anlage schädigen, wie dies z. B. bei einem Brückeneinsturz der Fall ist, sondern es würde die plötzliche Überflutung neben der Zerstörung des Bauwerkes großen Bezirken Vernichtung bringen und Leib und Leben von tausenden Menschen gefährden. Die amerikanischen Talsperren liegen vielfach in Tälern, deren volle Ursprünglichkeit sich noch erhalten hat, so daß ein Bruch für die Allgemeinheit weit weniger bedeuten würde. Daraus erklärt sich die verschiedene Stellungnahme der Ingenieure und unter diesen Gesichtspunkten wrird man das Vertrauen des Amerikaners zur Gewölbewirkung in Talsperren, das soweit geht, den Bogen als die Konstruktionsform der Zukunft zu bezeichnen, betrachten müssen.

Der hier behandelte Gegenstand hat neben seinem wissenschaftlichen Interesse sicherlich eine große praktische Bedeutung. Unsere als Stützmauern errichteten Talsperren verschlingen Riesenmassen von Mauerwerk, deren hohe Kosten die Wirtschaftlichkeit dieser Unternehmungen stark herabdrücken. Gewölbe mit kleinem Halbmesser würden sich in passendem Gelände bei gleichem Widerstandsvermögen mit wesentlich geringerem Materialaufwand einbauen lassen. Die Möglichkeit dazu wäre in unseren Gebirgstälern oftmals geboten. Halbmesser dieser Art kommen auch bei unseren Sperrmauern vor. Einen Krümmungshalbmesser von 125 m haben z. B. die Talsperren von Remscheid, Ronsdorf, im Heilenbecker Tale u. a. Die 43 m hohe Solinger Sperrmauer ist nach einem Halbmesser von 150 m zwischen ziemlich steilen Felswänden errichtet. Es hätte nichts im Wege gestanden, ihren Halbmesser bis auf 80 m zu ermäßigen¹), wenn die Ausnutzung der Gewölbewirkung beabsichtigt gewesen wäre. Allerdings muß es ausgeschlossen erscheinen, in deutschen Gebirgen eine Talsperre von 30 m Höhe in so kühner Weise mit nur 2,40 größter Stärke zu erbauen wie bei dem weiter unten erwähnten Six Mile Creek-Damm. Der gewichtigste Grund gegen so geringe Abmessungen liegt in unseren klimatischen Verhältnissen. Für den Six Mile Creek-Damm soll mit nur

Die starken Abkühlungen unserer

geringen Wärmeschwankungen zu rechnen sein.

Winter müßten bei sehr dünnen Mauern zu Rissen Anlaß geben, wie die Erfahrung

lehrt. Der Betonkern des Solinger Staudammes, der an der Krone 1 m Stärke hat, stand während des Baues im Januar 1901 einem scharfen Frost von — 12 bis — 15° C.

einige Wochen hindurch frei ausgesetzt²). Es entstanden zwei Risse je in der Nähe der beiden Hänge. Sie reichten von der Krone bis annähernd auf den Felsen hinab und hatten bei rd. 74 m Entfernung voneinander y₂ bis iy₂ mm Stärke. Die Risse

t) Vergl. Zeitschr. f. Bauwesen 1904 Bl. 31.

²) Diesen Zustand läßt Abb. 1 auf Bl. 34 der Zeitschr. f. Bauw. 1904 erkennen. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

gingen quer durch den Betonkern hindurch. Die Bogenform hatte die Bildung dieser Bisse nicht verhindern können, was wohl der Fall gewesen wäre, wenn der Wasserdruck des vollen Becken dahinter gewirkt hätte. Späterhin erfolgte ihre Abdichtung durch einen Putzüberzug, und irgend welcher Schaden für den Bestand oder die Dichtigkeit des Dammes ist nicht bemerkbar geworden. Unsere deutschen Talsperren haben an der Krone im allgemeinen ein Mindestmaß von 4 m. Unter dieses Maß herunterzugehen, selbst wenn die Gewölbewirkung dies gestattete, würde nicht rätlich sein. Man kann annehmen, daß bei solchen größeren Mauerstärken sich Frostrisse, sofern sie auftreten, nur an der Oberfläche entwickeln und das Maueiinnere verschont lassen. Über die Frage der Verhinderung der Frostrisse durch Eiseneinlagen (Eisenbeton) s. § 38.

übertragen. Die unten

zu

Man kann Wade¹) durchaus zustimmen, wenn er meint, daß bogenförmige Mauern ein sicheres und wirtschaftliches Mittel bilden, um große Wassermassen aufzuspeichern, aber ich möchte einschränkend hinzufügen, sofern die Örtlichkeit die Anwendung eines kleinen Halbmessers zuläßt und sofern der Inhalt der Staubecken sich in mäßigem Umfange hält. Die letzte Bedingung ergibt sich aus den immerhin noch mangelhaften Erfahrungen, die wir mit gekrümmten Talsperren besitzen. Man wird zurückhaltend sein müssen, die in Einzelfällen unter bestimmten Bedingungen erwiesene Brauchbarkeit der Bogenmauern auf anders geartete Verhältnisse allgemein erwähnten Staubecken von Neu-Slid-Wales sind von kleinem Inhalt. Die Mauerhöhen halten sich in mäßigen Grenzen. Es kann angenommen werden, das die Talsperren in wirtschaftlich noch wenig erschlossenen Tälern liegen. Die klimatischen A'Urhältnisse sind den gekrümmten Mauern günstig. Aus diesen einfachen Bedingungen heraus dürtte es sich auch erklären, wenn man sich bei der Berechnung mit einem Annährungsverfahren, ohne Berücksichtigung der Elastizität des Materials begnügt hat. Ich glaube aber, man wird immer Bedenken tragen, in den stark besiedelten Gebirgstälern Europas Sammelbecken von vielen Millionen Kubikmetern Inhalt mit Stauhöhen von 50 m und

mehr nach diesen Vorbildern zu errichten²).

Wie schon früher erwähnt wurde (S. 194) weisen bereits die alten spanischen Mauern die gekrümmte Form auf. Die Gründe, die die spanischen Baumeister tür die Wahl des Bogens hatten, sind uns nicht bekannt geworden. Immerhin geht man wohl nicht fehl, wenn man annimmt, daß auch sie in dem Gewölbe eine Erhöhung der Sicherheit der Stützmauer erblickten. Es scheint fast, als wenn man hier dem Bogen mehr Vertrauen als der Stützmauer entgegengebracht hat, zumal diese Mauern in Spanien vielfach in engen Schluchten stehen und einen kleinen Halbmesser in Grundriß haben.

Die rechnerischen Untersuchungen darüber, in welchem Maße bogenförmig gebaute Talsperren gegenüber der Wasserlast als Gewölbe wirken, ist so alt als die theo-

retiscbe Behandlung der Querschnittsbemessung von daß schon die französischen Ingenieure Graeff und Delocre, welche beim Bau der Tal des Furens in der Querschnittsgestaltung von Sperrmauern bahnbrechend

Sperrmauern. Es ist bemerkenswert,

vor

sperre

gingen, sich mit diesem Gegenstände beschäftigt haben (Ann. d. Ponts et Chauss. 1866). Rankine (The Engineer 1872) erörtert ebenfalls diesen Gedanken kurz; er will zwar — ohne auf die rechnerische Untersuchung einzugehen — die Gewölbewirkung im Ent-

Minutes of Proceedings of Civil

i) Concrète and Masonry Dam Construction in New South Wales.

Engineers. Vol. 178 Session 1808—09 Teil IV. Ebenda die Stellungnahme des Verfassers hierzu infolge einer

Anfrage des Londoner Zivilingenieurvereins.

2} Siehe auch des Verfassers Darlegungen hierüber. Zentralhl. d. Bauverw. 1911, S. o62.

wurf nicht berücksichtigt sehen, erachtet jedoch, wie Graeff, die Bogenform als eine wünschenswerte Vorsicht, um die bei geraden Mauern, die sich infolge des Wasserdrucks talwärts durchbiegen, leicht eintretenden Zugspannungen zu vermeiden. Diese Zugspannungen würden wahrscheinlich senkrechte Risse an der Luftseite erzeugen, die gefähr-

W.Sp.

CW

Maßstab f. d. Abb. 126 bis 128. 1:1000.

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COOTAMUNORA.

Abb. 126.

Zola-Talsperre.

Abb. 127.

Bearvalley-Talsperre.

Abb. 128.

Sweetwater-Sperre.

Abb. 129.

Parkes-Talsperre.

Abb. 130.

Cootamundra-Talsperre.

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Maßstab f. d. Abb. 129, 130, 132 u. 133 ungef. 1:400.

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Abb. 131.

Grandriß der Cootamundra-Talsperre. 1:2000.

Abb. 132.

Lith go w-Talsperre.

Abb. 133.

Medlow-Talsperre.

Pelletreau (Ann. d. Ponts et Chanss. 1876/77)

lieh werden könnten. Immer wieder — u. a.

— kehrten die wissenschaftlichen Forschungen der Ingenieure zu dieser Aufgabe zurück. Die Aussicht auf Erfolg der Untersuchungen mochte durch den Lmstand rege gehalten sein, daß gekrümmte Talsperren von außerordentlich geringen Querschnittsabmessungen vorhanden sind, deren Standfestigkeit nur in der Gewölbewirkung ihre Erklärung finden kann. Die Zola-Sperrmauer in Frankreich (Abb. 126), um die Mitte des abgelaufenen

Jahrhunderts in einer Höhe von 36 m und mit 48 m Halbmesser errichtet, mißt an der Krone 5,7 m und an der Sohle 12,6 m. Man hat berechnet, daß bei gefülltem Becken die Stützlinie am Fuße 3,6 m außerhalb des Querschnitts liegt, so daß die Mauer Umfallen würde, wenn sie nicht bogenförmig gebaut wäre. Am Bear Valley-Dam (Abb. 127) vom Jahre 1884, der 19,2 m Höhe und 100 m Halbmesser hat, beträgt die Kronenbreite 1 m, die Fußbreite 6 m. Unter dem Wasserdruck des vollen Beckens verläßt die Drucklinie um etwa 4,5 m den Querschnitt. Weiter ist hier zu nennen der Sweetwater-Dam (Abb. 128), der in den Jahren 1886—88 in Californien mit einem Halbmesser von 68 m bei 27,5 m Höhe und 13,7 m Sohlenbreite erbaut wurde.

Über die bogenförmigen Pathfinder- und Shoshone-Talsperren s. Engin. News 1909,

S. 627, Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1909, S. 472, 1910, S. 571, vgl. auch § 40.

Dieser Gedanke ist neuerdings durch den Bau einer Reihe von bogenförmigen Talsperren in Neu Süd-Wales (Australien) von neuem zur praktischen Betätigung gebracht worden. Es liegt hier eine Erprobung in großem Maßstabe vor, die sich den vorerwähnten Ausführungen in Frankreich und Amerika usw. würdig anschließt. In 13 Fällen sind die Mauern bogenförmig derart gebaut worden, daß sie ihre Standsicherheit lediglich in der Gewölbewirkung in der Festigkeit des Materials und der Widerstandsfähigkeit der beiderseitigen Hänge finden.

Es sind 3 verschiedene Querschnittstypen zur Anwendung gelangt.

1.    Eine Mauer mit annähernd gleicher Profilbegrenzung auf beiden Seiten, daß der Schwerpunkt des Querschnittes aller wagerechten Lamellen in der Mitte liegt. (Abb. 129).

2.    Eine Mauer, an der Wasserseite geböscht, an der Luftseite senkrecht. Die Standfestigkeit wird vermehrt durch die Wasserlast an der oberen Seite. (Abb. 130 u. 131).

3.    Eine Mauer, geböscht an der Luftseite, senkrecht an der Wasserseite. (Abb. 132 u. 133).

In der Hauptsache ist ein Querschnitt nach der Art unter 3 zur Anwendung gelangt.

9 von den ausgeführten 13 Mauern sind im Grundriß gekrümmt, die andern laufen zum Teil in tangentiale Endstücke aus.

Die Sperren sind alle in Beton aus Portlandzement (1 Z. + 2A/₂ Sand -f- 5 Steine) hergestellt, in den größere Steine eingebettet sind. Die Steine hatten eine Höchstgröße, derart, daß sie von 2 Männern bewegt werden konnten und machten etwa 30 v. H. der Masse aus. Die Beanspruchung des Betons beträgt bis 28 kg/qcm, die des Felsens 11—17 kg, je nach seiner Beschaffenheit (Sandstein und Konglomerat)¹). Die Beanspruchungen des Mauerwerks ergaben nach den Festigkeitsuntersuchungen eine 5- bis 7 y₂ fache Sicherheit.

Falls eine Mauer so geringe Abmessungen hat, daß für ihre Standsicherheit lediglich die Gewölbewirkung, unter Außerachtlassung der Stiitzmauerstandfestigkeit in Frage kommt, so geschieht die Berechnung in einfachster Weise nach der Ringspannungsformel. Es ist

worin bedeutet

d die Stärke der Mauer in irgend einer Tiefe in m;

R den Halbmesser des Bogens in m; t den Wasserdruck in der zugehörigen Tiefe t/qm; g die Beanspruchung des Baustoffes in t/qm.

Die Ableitung dieser Formel nach Na vier, Résumé des leçons sur l’application de la mécanique à l’établissement des constructions et des machines, Paris 1833, findet sich u. a. in IV. Auflage, Teil III Band 6, S. 298 dieses Handbuches. Es wird für diesen Fall das Eigengewicht der Mauer unberücksichtigt gelassen, d. h. die Standsicherheit der Mauer insofern der Querschnitt als Stützmauerquerschnitt wirkt. Über die Berechnung gekrümmter Mauern siehe auch Engineering News 10. August 1905.

Ein Beispiel einer Berechnung dieser Art bietet u. a. der Betonkern im Staudamm der Solinger Talsperrenanlage (s. § 34). Wenn zwar dieser Damm als Ganzes wirkt, so ist nicht uninteressant zu erkennen, daß sein Kern, der nach einem Halbmesser von 50 m gekrümmt ist, für sich allein — als Gewölbe wirkend — imstande ist, den gesamten Wasserdruck von 13 m aufzunehmen, wobei die Druckbeanspruchungen des Betons (1 Rtl. Zement, Y₂ Rtl. Kalk, V₂ Rtl. Traßmehl, 4 Rtl. Sand, 8 Rtl. Kleinschlag) innerhalb der zulässigen Grenzen bleiben.

Die Mauerstärke in Kronenhöhe beträgt 1,0 m, in einer Tiefe von 13 m — etwa die durchschnittliche Gründungstiefe — 2,0 m. Die Beanspruchung in dieser Wassertiefe berechnet sich hiernach zu

13 • 50

325 t/qm = 32,5 kg/qcm.

In gleicher Weise sind die vorerwähnten in Australien erbauten bogenförmig und als Gewölbe wirkenden Mauern berechnet. Zwei Umstände lassen mir die Beanspruchung in diesen Sperren bis 28 kg hoch erscheinen: die nur annähernde Berechnungsweise und der Umstand, daß der Mörtel der Ausführung nie jene Festigkeit besitzen wird, wie der in Proben künftig gestampfte Mörtel. Man kann annehmen, daß dies nur zu Y2 bis ²A der Fall ist.

tH >o

der Gesamtbelastung sei.

Die Berechnung der Gewölbespannung allein gestaltet sich somit für gleichmäßige Belastung einfach. Die Aufgabe wird erst schwierig, wenn es sich um die Berücksichtigung der gleichzeitigen Wirkung der Stützmauer und des Bogens handelt. Sie kann nur gelöst werden unter Beachtung der Elastizität des Mauerwerks. Mit dieser Frage haben sich auf deutscher Seite Bachmann und Lieckfeldt im Zentralblatt der Bauverwaltung 1899, S. 10 und 301 beschäftigt¹). Ihre Ermittlungen führten zu dem Ergebnis, daß bei den üblichen Abmessungen unserer als Stützmauer gebauten Talsperren mit ihren großen Querschnitten und Halbmessern der Einfluß der Bogenform verschwindend ist. Bachmann fand z. B. für eine Mauer von 10 m Höhe, 6,66 m Sohlenbreite und 200 m Halbmesser, daß der Gewölbeanteil nur

Der Grund für diese geringe Wirkung ist in dem großen Halbmesser und der starken Sohlenbreite zu suchen. Diese Mauer ist eben als Stützmauer konstruiert und trägt darum auch vornehmlich als solche. Del ocre nimmt an, daß eine Mauer noch Bogen Wirkung entfaltet, wenn die Stärke ein Drittel des Halbmessers der wasserseitigen Begrenzung nicht überschreitet. Pelletreau setzt dieses Verhältnis zu y₂ an. Diese Maße sind wohl als Grenzwerte anzusehen.

s. auch Zentralbl. der Bauverw. 1906, S. 167.

In neuerer Zeit hat dann dieser Gegenstand die amerikanische Ingenieurwelt lebhaft beschäftigt¹). Ihre Untersuchungen sind nachstehend näher erwähnt.

Die Untersuchung über die gleichzeitige Wirkung der Stützmauer und des Bogens geht von der Überlegung aus, daß jeder Bauteil, der ein Widerstandsvermögen entwickelt, unter dem Einfluß der äußeren Kräfte eine Verschiebung erleiden muß. Wo ein Trägerwerk vorhanden ist, wird die Gesamtlast von diesem aufgenommen. Wenn zwei Trägerwerke, wie in bogenförmigen Sperrmauern, Widerstand bieten, wird die Last geteilt auf die beiden Träger im Verhältnis ihrer Stärke. Die Durchbiegung, welche die Stützmauer und der Bogen durch den wagerechten Wasserdruck erfahren, ist ein und dieselbe Größe. Diese Durchbiegung wird in Beziehung gesetzt zu der angreifenden Kraft und dem inneren Widerstandsvermögen der Stützmauer. Dabei wird die Mauer als senkrechtstehender, unten eingespannter Träger aufgefaßt und die Durchbiegung Dn in irgend einem Punkte in der Richtung der Last Xn bestimmt aus der Gleichung

D»=.j

dy, worin

■ M-dM

■’ E ■ J d X

0 n

M das Biegungsmoment in irgend einem Punkte,

J das Trägheitsmoment des Trägers,

E den Elastizitätsmodul,

H die Höhe der Mauer = Länge des Trägers bedeutet.

Die entsprechende Entwicklung wird dann für den Bogen gemacht, wobei die

TL

cotg a erfolgt, worin

Berechnung der Durchbiegung D mit Hilfe der Formel D =

T der Druck im Bogenring,

L die Länge der Bogenmittellinie,

A der Querschnitt des Bogenringes, a = y₄ des zum Bogen gehörigen Zentriwinkels ist.

Ferner besteht die Beziehung T = (P — X) R, wenn R der Halbmesser des Bogens ist. Der Wasserdruck P ist bekannt. Wenn der Anteil, den davon die Stützmauer aufnimmt, mit X bezeichnet wird, so drückt sich die Größe der Gewölbbelastung durch P—X aus. Man erhält somit zwei Ausdrücke für dieselbe Größe D als Funktion von X. Durch Gleichsetzen derselben und Auflösen der Gleichungen findet man den Wert für X. Der Elastizitätsmodul läßt sich dabei in der Rechnung ausschalten, so daß das Verfahren unabhängig von der Stein- und Mörtelart des Bauwerks wird. In den angegebenen Quellen finden sich die genauen rechnerischen Ableitungen und die Durchrechnung von Beispielen.

Die vorerwähnten Erörterungen der amerikanischen Ingenieure knüpfen sich an die Beschreibung der Lake Cheesman-Sperrmauer, eines bedeutenden Bauwerkes, das im Sommer 1904 fertiggestellt ist, und es mag interessieren, die Ergebnisse einiger solcher Berechnungen kennen zu lernen.

Man hat in Amerika in den letzten 50 Jahren drei Arten von Staumauern errichtet: am meisten zur Anwendung gelangt ist der Stützmauer(gravity)-Querschnitt mit geradem Grundriß. Die amerikanische Berechnungsweise des Stützmauerquerschnittes entspricht im übrigen der bei uns üblichen Art. Die ztveite Art bilden einige in engen Tälern bogenförmig ausgeführte Talsperren mit außerordentlich geringen Querschnittsabmessungen, deren Standfestigkeit auf der Gewölbewirkung beruht (Bear-

valley- und Sweetwater-Damm). Die dritte Art ist ganz oder annähernd stark genug als Stützmauer, jedoch im Grundriß gekrümmt. Dieser letzteren Bauart gehört die Lake Cheesman-Talsperre an. Die Sperrmauer bildet ein Sammelbecken für die Wasserversorgung der Stadt Denver, welche in Colorado am Fuße des Felsengebirges belegen ist. Das Becken liegt im Granitgebirge und hat einen Stauinhalt von 99 Mill. cbm.

Die Talsperre hat eine Gesamthöhe von 68,1 m, eine Sohlenbreite von 52,8 m und ist nach einem Halbmesser von 120 m gekrümmt. Ihre Ausführung erfolgte nach dem Querschnitt Abb. 134 in quaderartigem Granitmauerwerk mit Zementmörtel (1:2¹/₂)- Die Außenflächen sind mit Zementmörtel 1:2 auf 4 cm Tiefe ausgefugt. Die fertige Mauer gibt Abb. 135 wieder.

Im Lake Cheesman-Querschnitt tritt die größte Beanspruchung an der Luftseite mit 14 kg/qcm ein. Innerer Wasserauftrieb in der Sperrmauer ist dabei nicht berücksichtigt. Neben der Standsicherheit ist die Bogenwirkung untersucht worden. Dies geschah zunächst unter der Voraussetzung, daß die Mauer lediglich als wagerechter Bogen beansprucht wird. Das Außerachtlassen des Stützwiderstandes bei so starkem Querschnitt kann allenfalls dann in Frage kommen, wenn es sich um die Untersuchung der Standfestigkeit der seitlichen Berghänge handelt, gegen die sich die Mauer lehnt. Dies wird selten notwendig sein. Wesentlicher ist die Untersuchung über die gleichzeitige Wirkung von Stützmauer und Bogen. Die Tabelle 61 gibt ein Bild davon, in welchem Verhältnis an der Lake Cheesman-Sperr-mauer der Bogen und die Stützmauer an der Lastübertragung teilnehmen.

*5,V*

_R. = 120m

-#—

68,1 *

-O)-*-

JE

IT

t7,0+, Grgnit *-------

Abb. 134.

526

mm

> KV,

VA

'S..

ku

Abb. 135. Die Lake Cheesman-Talsperre.

Man ersieht, daß in der Kronenhöhe der Bogen fast die Hälfte der Gesamtlast des Wasserdruckes aufnimmt, 6,1 v. H. etwa in der halben Mauerhöhe, während der Anteil in Abschnitt V sich Null nähert.

An die Ausführungen über die Lake Cheesman-Sperrmauer schließen sich eine Eeihe andere Untersuchungen, die über dieselbe Frage zum Teil beim Entwurf von Talsperren, zum Teil zu rein wissenschaftlichen Zwecken erfolgt sind.

Tab. 61. Bogen- und Stützmauerwirkung an der Lake Cheesman-Sperrmauer.

Abbildung 134

Anteil an der Übertragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Abschnitt

Bogen

Stützmauer

i—i •—<

Tji H IQ (M

' cT CD of cT

rH

o co o co & -a os co m

*00 'ox 'hj "ctj

lab. 62. Stützmauer- und Bogenwirkung am Wachusett-Damm.

Abbildung 136

Abschnitt

Anteil an der Übertragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Bogen

Bemerkungen

Stützmauer

hH

Anordnung

mit

rH iH rH CO CO

CO Tb -T—I (N T-l

R —120 m

; Die oberen Zahlen geben den Anteil nach der Berechnung mit der Navier-schen Bingspannungsformel, die unteren Zahlen den Anteil bei der Berechnung des Bogens als eines gekrümmten Balkens.

Anordnung

II

mit

III

78 m iy

co gg rj co oo a, coco o

Wasserspi egel

Sehne 150 m

R=78 rn ■

IF

Als Vorarbeit für den T    Wachusett-Damm sind

nach einem ähnlichen Bech-j    nungsverfahren, wie vorhin

^ \ R.= i20m |    erörtert, zwei bogenförmige

I    Sperrmauern mit dreieckigem

Querschnitt nach A und B in JJ? Abb. 136 untersucht worden. Anordnung A hat 120 m Halbmesser; b ist = 0,5477 h. Bei B beträgt der Halbmesser 78 m i    und b — 0,40 h. Die Mauern

sind errichtet gedacht in einem Tale von dreieckigem Querschnitt mit 54 m Wassertiefe. Tabelle 62 enthält die Ergeb-

ir

iO

K--b=21,6—-x---b =29,6-->

Abb. 136.

nisse der Rechnung. Diese erweisen den Vorteil, den bei B ein kleinerer Querschnitt und Halbmesser mit sich bringen. Man glaubte hiernach, daß der Halbmesser von 120 m der größte sei, bei dem noch ein wirtschaftlicher Vorteil aus der Bogenform gewonnen werden könne. Die Tabelle 62 läßt auch den Unterschied erkennen, der sich bei der rohen Berechnung nach der Navierschen Ringspannungsformel gegenüber der genaueren Ermittlung unter Berücksichtigung der in dem Bogen auftretenden Biegungsmomente ergibt. Bei letzterer Rechnungsweise stellt sich die Bogenwirkung wesentlich höher als bei der angenäherten Berechnung.

Für eine Anlage in Kalifornien ist die Anteilnahme des Bogens und der Stützmauer in dem in Abb. 137 dargestellten Querschnitt ermittelt worden. Die angedeutete Geländegestaltung erschien dabei für die Anwendung des Bogens besonders günstig. Die Ergebnisse der Berechnungen gibt die Tabelle 63 wieder.

Wasserspiegel

Talquerschnift

Ę"'

Bo

R.=60m

J8J

VT

TX

il)

rw_

. _._VU

Abb. 137.

Fab. 63. Stützmauer- und Bogenwirkung an einer Sperrmauer

in Kalifornien.

Anteil an der Überbildung tragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Bogen -    [ Stützmauer

Ab-

137

Abschnitt

Anteil an der Überbildung tragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Bogen

Ab-

137

Abschnitt

Stützmauer

II

15,9

84,1

VII

III

11,7

IV

8,0

88,3

VIII

6,4

92,0

IX

5,0

93,6

95,0

XI

VI

15,0

85,0

G^ CI tH t-H

cd cd' cd r-T

CQ tH CO GS G^ >cT cT cd cd cd

CO 02 Q CÎ 05

Es fällt auf, daß die Bogenwirkung an der Krone hier wesentlich geringer gefunden ist als in dem Querschnitt der Lake Cheesman-Sperrmauer, obwohl diese einen doppelt so großen Halbmesser hat. Man kann eine Erklärung für die kleinere Bogenwirkung an der Krone in dem Umstande suchen, daß diese kalifornische Mauer erheblich niedriger ist als die Lake Cheesman-Talsperre. Die Durchbiegung eines Trägers von 68,1 m Höhe wird unter der Wasserlast größer sein als bei einem 38,4 m hohen Träger und infolgedessen bei jenem die Bogenwirkung trotz des größeren R reichlicher zur Entfaltung kommen. Der stärkere Einfluß des Bogens in den unteren Mauerteilen nach Tab. 63 dürfte in den geringeren Breitenabmessungen seinen Grund haben.

Eine eigenartige Anordnung war zur Aufspeicherung der Wasserversorgung für die Stadt Ithaka, N. Y., geplant. Man kann die Form dieses Six Mile Creek-Dammes, die in Abb. 138 u. 139 dargestellt ist, mit einer Kugelschale vergleichen. Die Talsperre schließt eine enge Felsschlucht von 30 m Weite ab, die von fast senkrechteh Wänden begrenzt wird. Die Gesamthöhe war im Entwurf rund 30 m, die größte Mauerstärke 2,40 m bei einem Halbmesser von 20,5 m. Die Mauerkrone ist als Überlauf mit 15 m Halbmesser ausgebildet. Das Bauwerk ist in Beton gestampft zwischen V2 Stein starken Ziegelverblendungen. Eisenbänder und ein Eisendrahtnetz bilden einen innigen Verband zwischen diesen verschiedenartigen Mauerteilen. Auch in der überhängenden Mauerkrone sind Eisenbänder eingelegt. Der Mauerfuß ist als ein Gewölbe ausgebildet, das sich talwärts gegen den Felsen stemmt. Auf diese Weise sollen Nebenspannungen vermieden werden, die entstehen müßten, wenn bei plattem Aufsetzen der Bogen infolge der Reibung auf der Felssohle an der Durchbiegung gehindert würde. Die Mörtelmischungen sind die folgenden: Für Beton 1 Portlanclzement + 2 Bachsand -f- 2 Bachkies + 2 Schotterstein (2,5 bis 10 cm). In den Beton wurden einzelne größere Steine eingelassen. Der Mörtel der Verblendung bestand aus 1 Zement + 1 Bachsand -j- 1 Schotterstaub der Betonsteine¹).

Q Engin. Record 1903, S. 77, 1904 II S. 469.

Von der Überlegung ausgehend, daß die Anhäufung großer Mauermassen im unteren Teile délais Stützmauer ausgebildeten Talsperren die Anordnung starr macht, während Elastizität vorhanden sein muß, falls sich die Gewölbewirkung entwickeln soll, ist diese Sperrmauer nur eben stark genug

bemessen, um dem wagerechten Wasserdruck a als Bogen Widerstand zu bieten. Die Berechnung erfolgte zunächst auf der Grundlage der Navierscheu Formel. Die Eigenlast erzeugt die senkrechten, in den Felsgrund gehenden Beanspruchungen mit höchstenfalls 7,4 kg/qcm. Im Gewölbe ergab sich ein größter Druck von 20 kg/qcm, der für gut erhärteten Beton als zulässig erachtet wurde. Die der Berechnung zugrunde liegende Annahme, daß der Bogen allein die Wasserlast aufnimmt, wird gerechtfertigt durch die spätere Bechnung nach dem Elastizitätsverfahren, die den Anteil der Stützmauer an der Lastübertragung zu noch nicht Va v. H. ergibt , (vgl. Tabelle 64).

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In dem Entwurf des Six Mile Creek-

Dammes ist ein bedeutsamer Gedanke niedergelegt worden. Diese Sperrmauer, sagt die amerikanische Zeitschrift »The Engineering Record«, ist als Musterform äußerst lehrreich in vieler Beziehung, und wenn die Kühnheit des Entwurfs gegenwärtig manchen Ingenieur zurückschrecken mag, so liegen darin doch zweckmäßige Grundgedanken und bemerkenswerte Vorzüge bei passenden Geländeverhältnissen. Der Entwurf ist jedoch nur teilweise verwirklicht worden. Die Mauer wurde in 10 m Höhe ausgeführt, wie in Abb. 139 punktiert angedeutet ist. Man trug damit einer lebhaften Bewegung Rechnung, die während des Baues in der Bevölkerung der Stadt Ithaka, die nur 3 km unterhalb belegen ist, entstand. In dem fertiggestellten Umfange, wie es durch Abb. 138 veranschaulicht wird, hat sich das Bauwerk bei einer Überströmung von 1 m Wasserhöhe im August 1903 durchaus standfest und dicht erwiesen. Näheres Zentralbl. d. Bauverw. 1905, S. 217.

Tab. 64. Stützmauer- und Bogenwirkung am Six Mile Creek-Damm.

■Trérttz

: .V-: A*

Abb. 138. Die Six Mile Creek-Talsperre.

Ab- Anteil an der Überbildung tragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Bogen

Ab

bildung

139

139

Abschnitt

Stützmauer

Abschnitt

Anteil an der Übertragung des Wasserdrucks in Hundertsteln

Bogen

Stützmauer

0,23

99,77

99,54

99.85 99,91

99.85

Die Zaklenergebnisse dieser vier durchgereckneten Beispiele lassen erkennen, wie verschiedenartig nach den jeweiligen geometrischen Verhältnissen die beiden Trägerwerke, Bogen lind Stützmauer, an der Übertragung des Wasserdrucks Anteil haben. Sie bedeuten aber auch, daß der Entwerfende es in der Hand hat, durch die Formengeb ung, so weit die Geländeverhältnisse hierzu die Möglichkeit bieten, die eine oder andere der beiden Widerstandsvermögen hervorznrufen. Die Rechnungen weisen ferner einen praktischen Weg zur näherungsweisen Bestimmung der Gewölbewirkung in bogen-

II

III

o o cf

VI

99,61

0,46

0,36

förmigen Talsperren. Wenn im Einzelfalle die obige Größe X für einige lotrechte Schnitte ermittelt ist, so ist die Aufgabe in die Berechnung der Stützmauer und des Bogens zerlegt. Aber es scheint, daß zwei Punkte noch der Aufmerksamkeit bedürfen, welche in diesen Erörterungen unbeachtet geblieben sind. Während in einem als Stützmauer wirkenden Querschnitt lediglich eine Beanspruchung des Mauerwerks in der senkrechten Ebene, beim reinen Bogen in der wagerechten Richtung erfolgt, führt die gemischte Rechnung zu Kraftrichtungen in beiden Ebenen. Ein Würfel im Mauerinnern wird in doppelter Weise belastet.

Uber eine solche zusammengesetzte Festigkeit der Baustoffe sind wir noch wenig unterrichtet, entsprechende Druckversuche werden aber die notwendige Kenntnis verschaffen können¹). Weiterhin steht in Frage, ob ein Offnen in den Lagerfugen ein-treten wird, wenn sich das Gewölbe der Sperrmauer unter dem Wasserdruck des vollen Beckens überneigt.

Die Außenkante des Bauwerks erleidet hierbei eine

'<-5,0 -■*!

5,°,

\25ępi0

R.=15m (wagerechp

I—Beton mit VzSt.Ziegelrerb.

Ç/1 c/e5 Py enschnilfs

270

ü?

-M

Längenänderung und Risse würden eintreten, wenn die Zugfestigkeit des Mauerwerks überschritten wird. ^e'/etx Es ist aber nicht zu fürchten, daß dies geschieht.

Die Durchbiegungen des Bogens halten sich in mäßigen Grenzen. An der Lake Cheesman-Talsperre, deren Bogenwirkung oben 47,4 v. H. beträgt, wird die Durchbiegung der Krone infolge des Wasserdrucks zu 0,33 cm berechnet. Eine wesentlich größere Uberneigung bis zu 2,7 cm durch den Wasserdruck ist an der als Stützmauer errichteten Remscheider Talsperre beobachtet; aber es ist nicht bekannt geworden, daß dabei ein Offnen der Lagerfugen beobachtet wäre. Rechnerische Überlegungen ergeben, daß die Längenänderungen in den zulässigen Grenzen der Dehnung von Mauerwerk, wie solche an Beton durch Versuche ermittelt sind, verbleiben und daß wesentlich größere Spannungen bei der winterlichen Abkühlung des Mauerwerks als infolge der Durchbiegung der Krone unter dem Wasserdruck entstehen. Hierauf lassen auch die Beobachtungen über die elastischen Bewegungen an ausgeführten Talsperren im Betriebe schließen²).

mmmmm.

Abb. 139. 1:500.

Über gewölbte Talsperren s. ferner u. a.:

Bouvier, Ann. d. ponts et chauss. 1875 II.

Pelletreau, Ann. d. ponts et chauss. 1876 und 1877.

Vischer u. Wagoner. On the Strains in Curved Masonry Dams. Amer. Soc. Civ. Eng. Transact. Dez. 1889 S. 75. Standfestigkeit einer unvollendeten Bogenmauer. Engin. Rec. 18. 7. 1903. Zement und Beton 1904 S. 29. Deutsche Bauzeitung. Mitteilung über Eisenbetonbau. 1904, S. 57.

Berechnung kreisförmiger Gewölbe gegen Wasserdruck. Schweiz. Bauzeitung 2. 5. 1908. S. 233.

H. Bellet, Barrages en Maçonnerie S. 144.

Die Crowley Creek Sperre in Oregon. Eng. News 1911, S. 220.

c) Die Verteilung der Schubkräfte im Querschnitt der Sperrmauern.

Im Jahre 1904 ist von L. W. Atcherley mit Unterstützung vonProfessorK.Pearson — beide der mathematischen Abteilung der Universität London angehörig — eine Abhandlung unter der Überschrift »On some Disregarded Points in the Stability of Masonry

Dams« *) veröffentlicht, die sich mit der Verteilung der inneren Spannungen im Mauerwerk der Talsperren beschäftigt. Diese Schrift hat in der in- und ausländischen Fachpresse lebhafte Erörterungen hervorgerufen, und zwar vor allem deshalb, weil die Schlußfolgerungen der Untersuchung die unmittelbare und weitgreifende Folge hatten, daß man von der geplanten Erhöhung der Assuan-Talsperre um 6 m vor der Hand Abstand nahm. Man versteht die große wirtschaftliche Bedeutung dieser Entschließung der beteiligten Ingenieure, wenn man erfährt, daß die höhere Aufspeicherung um diese 6 m den Stauinhalt des Assuan-Beckens von mehr als 1000 Mill. cbm um das Doppelte vergrößert und damit die Wohltat der Landbewässerung im Niltal außerordentlich steigert.

Der neue Gesichtspunkt, den die Untersuchungen von Atcherley und Pearson in die heute gütigen Grundsätze für die Standsicherheitsberechnungen der Sperrmauern hineinbrachten — diese lediglich als Stützmauern betrachtet, ohne ihren Zusammenhang mit den seitlichen Felswänden zu beachten —, kennzeichnet sich darin, daß auf die Materialbeanspruchungen in den lotrechten Schnitten der Mauern hingewiesen wird. Die Abhandlung versuchte den Nachweis zu erbringen, daß die Gefahrstellen

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Abb. 140. Vor Einwirkung des Wasserdrucks.

einer Sperrmauer unter dem Wasserdruck des gefüllten Beckens in den senkrechten Schnitten am luftseitigen Fuß vorhanden sind, nicht in den wagerechten Lamellen, die die bisher allgemein übliche Rechnungsweise untersucht. Ein Querschnitt könne allen Bedingungen der Standsicherheit in den wagerechten Schnitten — Lage der Drucklinie im mittleren Drittel, Innehaltung der zulässigen Materialbeanspruchungen, Sicherheit gegen Gleiten — genügen, und trotzdem könne sich zeigen, daß diese Mauer nicht mehr standsicher sei, wenn man die gleichen Forderungen für die senkrechten Schnitte stelle. Die gegenwärtige alleinige Berücksichtigung der Beanspruchungen in der wagerechten Ebene schließe die ernste und gefahrvolle Vernachlässigung großer Scher- und Zugkräfte am luftseitigen Fuße der Sperrmauern in sich.

Die beiden Mathematiker führten ihre Untersuchungen an Modellen und auf rechnerischem Wege durch. Um die Wirkungsweise des Wasserdruckes in den Mauerschichten zu verfolgen, wurden zwei Formen aus schwerem Holz nach einem für Talsperren üblichen Querschnitt angefertigt. In dem einen Falle zerlegte man das Modell in eine Anzahl wagerechter, in dem anderen Falle in senkrechte Lamellen. Die Art dieser Versuche lassen Abb. 140 u. 141 erkennen. Die Rauhheit der Holzflächen wurde, zum Teil durch künstliche Mittel, so gehalten, daß der Reibungswinkel zwischen 30 und 36° lag. Gewichtsbecher, die beliebig nachgefüllt werden konnten, übten in ein Drittel der Mauerhöhe die dem Wasserdruck entsprechenden Belastungen aus- Dabei ergab sich, daß ein Öffnen der senkrechten Fuge am luftseitigen Fuße der Mauer (linke Form in Abb. 141) eintrat, als die Größe des Wasserdruckes y₂ bis ²/₃ von jener Belastung war, die ein Gleiten in der wagerechten Schicht — zunächst in oder nahe der Grundfläche — zur Folge hatte (rechte Form in Abb. 141). In beiden Fällen fand unmittelbar darauf der Umsturz der Formen statt. Die Forscher folgerten aus diesen Ergebnissen, daß eine Talsperre

falls die Zerstörung sich vollzieht — in erster Linie zusammen-

Die Scher-

JJ

er

bricht infolge von Zugbeanspruchungen in den senkrechten Schnitten am luftseitigen Mauerfuß, und nehmen an, daß eine Abscherung des Querschnittes hier unmittelbar nach dem Offnen der Fuge durch Zugkräfte geschieht. Sie glauben auch schließen zu dürfen, daß die Scherbeanspruchung in den wagerechten Schnitten eine Erscheinung von größerer Bedeutung ist, als dies meist angenommen wird. Die rechnerische Untersuchung geschieht auf der Grundlage der alten Behandlungsweise für den in Abb. 140 u. 141 dargestellten Querschnitt, in der Hauptsache nach dem zeichnerischen Verfahren unter Zusammensetzung der wirkenden Kräfte des Wasserdruckes und des Eigengewichtes. Zunächst wird die Rechnung für wagerechte Schiehtenteilung durchgeführt. Diese Aufrechnung bietet nichts Neues. Es zeigt sich, daß bei leerem wie gefülltem Becken die Drucklinie im mittleren Drittel liegt. Die größte Druckbeanspruchung in der Sohle ergibt sich zu 5,4 kg/qcm (Mauerwerksgewicht 2250 kg/cbm), beanspruchung, — bei der Annahme, daß derenHöchst-3

Abb. 141. Beginn des Zusammenbruchs infolge des Wasserdrucks.

wert gleich ^ der durchschnittlichen Scherbeanspruchung ist—wird in der Gründungssohle zu 3,2 kg/qcm gefunden. Der ReibuDgswinkel — Winkel der Mittelkraft mit der Senkrechten — liegt

bei 30°, so daß genügende Sicherheit gegen Gleiten vorhanden ist. Somit würde dieser Querschnitt nach den üblichen Anschauungen ausreichend standsicher sein. Nun aber, wie gestalten sich die inneren Materialbeanspruchungen, wenn man die senkrechten .Schnitte in Betracht zieht?

Der Grundgedanke dieser Untersuchung Uber die inneren Materialbeanspruchungen in den senkrechten Schnitten ist folgender. Eine Mauer habe einen dreieckigen Querschnitt ARG (Abb. 142a). Die Kräftewirkungen in der Gründungssohle setzen sich zusammen aus dem aufwärts gerichteten, nach dem vorbeschriebenen Rechnungsverfahren ermittelten Auflagerdruck, wobei dieser durch ein Dreieck BCE dargestellt sein mag, und einer Kraft in der Richtung RG, die das Gleiten der Mauer verhindert. Betrachte man nun einen Schnitt KR und die Gleichgewichtsbedingungen für den links davon liegenden Mauerteil. Die aufwärts gerichtete Gesamtkraft A der Strecke BK erzeugt ein Biegungsmoment um den Mittelpunkt J des Schnittes; dem wirkt entgegen das Moment des Eigengewichtes G des Mauerdreiecks BKH. In gleichem Sinne wie das letztere wirkt der wagerechte Scherwiderstand S an der Sohle der Mauer. In bezug .auf die Bezeichnungen in Abb. 142a ist also das Drehmoment:

M=

~ BK — G-~^+S-KJ— A-l.

Ergibt die Rechnung, daß M linksdrehend (im Sinne des Pfeils) um J wirkt, so wird im Punkte K Druck vorhanden sein; im anderen Falle entsteht Zug und die Möglichkeit, daß sich die Fuge KH öffnet, wodurch dann der Bestand der Mauer gefährdet ist. Außerdem tritt im Schnitt KH eine Scherkraft auf. Die Bildung dieser a Scherkraft kann nicht durch senkrechtes Yorbeischieben der zu beiden Seiten des Schnittes gelegenen Mauerteile erfolgen, da diese auf unnachgiebiger Felssohle gegründet sind, aber man wird ihr Auftreten verstehen, wenn man sich eine Reihe Bücher senkrecht flach aneinander aufgestellt denkt. Die einzelnen Bücher bedeuten die senkrechten Lamellen der Mauer. Durch einen Druck in der Längsrichtung fallen die Bücher um, in ihren Flächen aneinanderscherend.

Von diesen Überlegungen ausgehend, wird die Untersuchung auf zeichnerischem Wege durchgeführt und die Drucklinie für die senkrechten Schnitte ermittelt. Bei der Annahme c parabolischer Verteilung der Scherkraft in der Gründungssohle nach der Linie B{DC₁ (Abb. 142 b) liegt die Drucklinie auf etwa der Hafte der Sohlenbreite nach der Luftseite hin außer-ç halb des mittleren Drittels, und die Rechnung ergibt in den senkrechten Schnitten Zugbeanspruchungen am luftseitigen Mauerfuß bis rund 10 kg/qcm und Scherbeanspruchungen bis rund 6 kg/qcm.

In der Atcherley sehen Rechnungsweise spielt die wage-i rechte Scherkraft S eine wesentliche Rolle; sie wirkt günstig für die Standsicherheit der Mauer. Je größer die Scherkraft im Punkte B (Abb. 142 a) ist, um so geringer wird die Neigung zu Zugspannungen in den senkrechten Schnitten sein. Darum ist es in erster Linie notwendig, die Verteilung der durch den Wasserdruck hervorgerufenen Scherkraft über der Gründungssohle und den wagerechten Schnitten zu kennen. Man hat bei den früheren Talsperrenberechnungen meist allein die Reibung in der Gründungssohle als Widerstand gegen den wagerechten Schub W in Ansatz gebracht und stellte die Bedingung, daß G-f^W sei, wenn G das Mauergewicht und /* = 0,75 der Beiwert der gleichmäßig verteilten Reibung im Mauerwerk oder in der Felssohle ist (s. S. 258). Die Berechnungen von neueren deutschen Sperrmauern haben aber auch die Scherbeanspruchungen berücksichtigt; man hat hierbei allerdings eine gleichmäßige Verteilung über der Fläche vorausgesetzt. Diese Streitfrage der Verteilung hat nun längere Erörterungen in den englischen Fachzeitschriften hervorgerufen. Atcherley und Pearson rechnen, wie bemerkt, mit einer parabolischen Verteilung, derart, daß die Pfeilhöhe der Parabel gleich der l¹₂fachen durchschnittlichen Scherkraft ist Dies drückt sich durch die Formel

Uv

/-a ₎ y

CD'

Abb. 142.

4:?y2

aus, worin bedeutet:

S die Scherkraft in einem Punkte mit dem Abstande y von der Mittelachse, P die Gesamtscherkraft im Querschnitt,

A die Querschnittfläche,

£ die Querschnittbreite senkrecht zur neutralen Achse.

£2

Diese Annahme ist für die Standsicherheit der Mauer eine ungünstige und ihre Richtigkeit eine offene Frage. Der Franzose Lévy hat sich schon vor der Veröffentlichung der Engländer mit dem Gegenstände beschäftigt¹) und nimmt für eine Mauer mit dreieckigem Querschnitt an, daß sich die Scherkraft über die Grundlinie linear ausbreitet mit dem größten Wert bei B. Der gleichen Ansicht ist der englische Professor Unwin²), indem er mit dreieckförmiger Verteilung rechnet (Abb. 142c). Die Versuche von Wilson und Gore³) mit Sperrmauermodellen aus elastischem Material, die in Felder geteilt und durch Anhängen von Gewichten entsprechend dem Wasserdruck, Eigengewicht und dem wagerechten Widerstande belastet wurden (Abb. 143), lassen vermuten, daß die Scherkraft keine geradlinige Funktion ist, sondern die in Abb. 142d dargestellte Form hat. Die größte Scherbeanspruchung- würde danach auf V₇ bis if₈ vom Fußpunkt der Mauer liegen. Dies entspricht der nach diesem Versuchsergebnis verständlichen Auffassung von P e a r s o n, daß die senkrechten Nor-malbeanspruchungennicht geradlinigen Verlauf haben; denn die wagerechte und senkrechte Komponente stehen im Verhältnis der Tangente des Winkels, den die Resultierende mit der Lotrechten bildet. Man würde danach annehmen dürfen, daß die größten Normalbeanspruchungen nicht an den Kanten, sondern mehr nach dem Mauerinnern vorhanden sind. Bereits Pelletreau hat darauf hingewiesen (Annal, d. ponts et chaussées 1897 I), daß es nicht ausgeschlossen ist, daß die Spannungen sich in einem einseitig belasteten Querschnitt nicht gradlinig, sondern nach einer Kurve verteilen, so daß in der Fuge zum Teil Zugspannung herrschen würde. Die von Pelletreau gezeichnete Kurve entspricht ziemlich der später von Wilson und Gore durch Versuche gefundenen Kurve für die Verteilung der Scherkräfte. (S. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1898. S. 526.)

Wie sehr die Verteilung der Scherkraft von Einfluß auf die Rechnungsergebnisse ist, erweisen die weiteren Untersuchungen von Atcherley. Bei Annahme einer über die Gründungssohle gleichmäßig verteilten Scherkraft ergibt sich die Zugbeanspruchung in den senkrechten Schnitten zu einem Höchstwert von 3 bis 4 kg/qcm. Prof. Unwin gelangt unter Zugrundelegung eines dreieckigen Scherkraftschaubildes für eine Dreieck-

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Abb. 143.

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Wassepdruckgewichte

1)    Vgl, Anhang der Atcherleyschen Schrift.

²)    Engineering 1905 I, S. 513, 593 und 825. ³1 Engineering 1905 II, S. 134.

form der Mauer zu dem Ergebnis, daß die Drucklinie der senkrechten Schnitte im mittleren Drittel liegt und daß nirgends Zugbeanspruchungen entstehen.

Aber abgesehen von der Frage der Verteilung der Scherkräfte, ist doch die zulässige Inanspruchnahme der Baustoffe und des Felsuntergrundes von nicht minderer Bedeutung. Atcherleys Untersuchung der senkrechten Schnitte geht davon aus, daß in der Gründungssohle eine größte wagerechte Scherkraft von 3,2 kg/qcm auftritt. Die Scherfestigkeit von Kiesbeton im Mischungsverhältnis von 1 Zement + 3 bis 4 Kiessandteile ist durch Versuche zu etwa 30 kg/qcm nach drei Monaten ermittelt worden (s. auch S. 258). Und es ist kein Grund, wenn man mit der Scherfestigkeit unter Wahrung eines Sicherheitsgrades von etwa 5 in den Eisenbetonkonstruktionen rechnet, bei anderen Mauerkörpern darauf nicht zu rücksichtigen. So scheint es, daß man dem Mauerwerk eine höhere Scherbeanspruchung als 3,2 kg/qcm zumuten darf. Und wie ist die Beibung zu bewerten? Wie man auch das Widerstandsvermögen des Materials in der Gründungssohle oder in einer wagerechten Mauerschicht auffaßt — als zusammengesetzten Scher- und Reibungswiderstand oder lediglich als Sch er widerstand, wie Atcherley dies tut —jedenfalls darf man nicht außer Acht lassen, daß die Scherfestigkeit infolge der Auflast des Mauerwerks eine andere sein wird als in einem unbelasteten Querschnitt. Man ist geneigt, anzunehmen, daß sie im ersteren Falle größer ist. Dadurch wird aber die Standsicherheit der Talsperren erhöht. Weiter wirkt in der Sohle gegen eine seitliche Verschiebung die natürlich vorhandene oder durch Aus-zackung künstlich geschaffene Rauheit der Felssohle sowie der Umstand günstig, daß man den luftseitigen Fuß gegen die die Sohle überragende Felswand anzumauern pflegt.

Wegmann weist darauf hin, daß die mittleren Teile des Querschnitts durch die Eigenlast stärker zusammengedrückt werden als die äußeren Teile. Auch die Resultierende muß eine ähnliche Wirkung ausüben. Deswegen kann die Druckfläche nicht gradlinig begrenzt sein. Durch die gekrümmte Begrenzung tritt eine Herabminderung der Spitzen der Beanspruchungen ein. Die Beanspruchungen in der Mitte sind größer, an den Seiten kleiner als nach der gewöhnlichen Rechnung, bleiben aber immer kleiner als die errechneten Grenzwerte nach dieser. Diese Theorie neigt also nach der sicheren

Seite hin¹).

Zum Teil im Anschluß an die vorerwähnten Versuche, haben sich englische

Ingenieure neuerdings wiederum rein theoretisch und in Versuchen, namentlich aber auf letzterem Wege, mit den inneren Spannungen und Beanspruchungen im Mauerwerk der Talsperren beschäftigt. Es sind in den »Minutes of Proceedings of The Institution of Civil Engineers« erschienen²):

1. Experimental Investigation of The Stresses in Masonry Dams, von Ottley und

Brightmore;

2.    Stresses in Dams, von Wilson und Gore;

3.    Stresses in Masonry Dams, von E. P. Hill.

Die Institution of Civil Engineers (London) hat in bemerkenswerter Weise zur Förderung und Aufklärung der vorliegenden bedeutsamen Frage beigetragen, indem sie dieses Thema zum Gegenstand lebhafter Erörterungen in der Sitzung vom 21. Januar 1908 machte³).

!) S. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1898, S. 526.

2)    Vol. CLXXII, Session 1907 bis 1908, Part. II.

³)    Engineer vom 31. Januar 1908, S. 122.

Zu gleicher Zeit unterbreitete die Institution die vorerwähnten Aufsätze einer Anzahl von Ingenieuren des englischen Inlands und des Auslands zur Äußerung über die Erfahrungen und Anschauungen zu der behandelten Sache. Unter den letzteren befanden sich Cain (von der Universität North Carolina), Dill man (San Franzisko), Forchheimer (Graz), Gandarel (Lausanne), Gowen (Neuyork), Wagoner (San Franzisko). Aus Deutschland wurde der Verfasser dieser Schrift befragt. Auch diese Beiträge sind in ff der oben erwähnten Veröffentlichung abgedruckt.

Die Versuche von Wilson und Gore sind an !:

----Querschnitt B

-Querschnitt C

CT-

Modellen von »India-Rubber« mit Querschnitten, wie j-sie Abb. 144 zeigt, die von Ottley und Brightmore 1 mit Modelltonquerschnitten (Abb. 145) ausgeführt.

Wagerechte Linie\ '

Die Belastung im ersteren Falle geschah nach der Art, wie dies durch Abb. 143 veranschaulicht wird, im zweiten Falle unmittelbar durch Wasserdruck.

Abb. 144.

Für die Bewertung der Versuchsergebnisse scheint mir beachtenswert, daß die Elastizität eines Körpers aus India-Rubber mehr dem Wesen des Mauerwerks entsprechen dürfte als die eines Tonkörpers. Dieser wird wenig geeignet sein, Zugspannungen aufzunehmen. Wenn man zwar in dem Mauerwerk der Talsperren auf die Zugfestigkeit mit Recht nicht zu rücksichtigen pflegt, so dürfte sie tatsächlich doch immerhin bis zu einem gewissen Grade zur Geltung kommen und auf den Ausgleich der inneren Spannungen hinwirken. Allerdings wird der Ton das Vorhandensein von Zugspannungen in erhöhtem Maße nachweisen, wie dies auch die Versuche gelehrt haben. Man ist deswegen geneigt, den Versuchen mit »India-Rubber« mehr Beweiskraft zuzumuten. Die Ableitungen von E.P. Hill sind rein theoretisch gehalten. Es scheint aber, daß bei der Behandlung dieses schwierigen Stoffes Versuche zunächst bedeutsamer sind als lediglich theoretische Betrachtungen, die von Voraussetzungen ausgehen müssen, und bei denen nicht sicher ist, daß alle Einflüsse berücksichtigt sind.

Abb. 145.

Schon die oben mitgeteilten Beobachtungen von Wilson und Gore wiesen auf eine der Dreiecksform angepaßte Verteilung der Scherkräfte in den wagerechten Schnitten hin, derart, daß die größte Beanspruchung in der Nähe der Luftseite liegt. Die neueren Feststellungen dieser Ingenieure bestätigen dies übereinstimmend mit denen von Ottley und Brightmore für die oberen wagerechten Schnitte (Abb. 146). Für die Gründungssohle in der Berührungsebene mit dem Felsuntergrund ist die Verteilung eine mehr gleichförmige, aber auch mit stärkerer Gruppierung am luftseitigen Mauerfuße. Im Fels unterhalb der Gründungssohle ist eine noch gleichmäßigere Ausbreitung zu vermuten. Eine schematische Darstellung der beobachteten senkrechten Drücke auf die wagerechten Ebenen nach Wilson und Gore ist in Abb. 147 gegeben. Ottley und Brigthmore kommen zu ähnlichen Kurven.

Im ganzen scheinen diese Spannungen in der Berührungsebene von Mauerwerk und Fels noch der Aufklärung durch weitere Versuche bedürftig, wobei auch zu berücksichtigen sein wird, daß die meisten Sperrmauern mit dem luftseitigen Fuß in einer Höhe bis zu einigen Metern gegen die feste unverrückbare Felswand angemauert sind. Für die praktische Anwendung kann es — um mit größerer Sicherheit zu rechnen —

für Mauern von heute üblicher Höhe in Betracht kommen, auch in der Sohle mit einer dreieckförmigen Verteilung der Scherkraft zu rechnen. Dieses Spannungsdreieck muß dem gesamten wagerechten Wasserdruck gleichwertig sein, und man wird hiernach zu prüfen haben, ob die entstehenden Scherbeanspruchungen am luftseitigen Fußpunkt innerhalb der zulässigen Grenzen liegen (s. S. 258). Dabei wird man die Reibung außer acht lassen, wenn zwar nicht zu verkennen ist, daß sie gleichsam noch eine Reserve für die Scherfestigkeit bildet. Ist doch z. B. bei der Pfahlgründung die Reibung fast ausschließlich die stützende Kraft. Man muß zwischen Reibung der Ruhe und Reibung der Bewegung unterscheiden. Überdies findet sicherlich, ehe eine Zerstörung des Baustoffs durch die Scherbeanspruchung eintritt, eine Ausgleichung der inneren Spannungen und eine Rückwirkung auf die normalen Drücke in gewissen Grenzen statt. Das liegt in den elastischen Eigenschaften des Mauerwerks begründet. Dieser Ausgleich führt

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Abb. 146.

Abb. 147.

naturgemäß zu einer Verminderung der Spitzen der Beanspruchungen. Ich habe hierauf bereits im Anhang zu der erwähnten Schrift »On Stresses in Masonry Dams«, S. 124

hingewiesen und vermag wohl anzuschließen.

Ferner kann es erwünscht erscheinen, außer der Drucklinie für die wagerechten Schnitte auch die Drucklinie für die lotrechten Schnitte zu konstruieren (Abb. 148). letztere Drucklinie muß ebenfalls im mittleren Drittel der lotrechten Schichten

mich den Einwänden von AVilson und Gore (S. 130) nicht

Diese

liegen, wenn Zugspannungen vermieden werden sollen, und die Baustoffbeanspruchungen (Druck, Scherung) dürfen die zulässigen Grenzen nicht überschreiten. Bei dieser Untersuchung hat- die Verteilung der Scherkräfte und Reibung in den wagerechten Schnitten eine ausschlaggebende Bedeutung. Die Einzeichnung dieser beiden Drucklinien im Querschnitt weist daraufhin, daß ein Würfel im Mauerinneren gleichzeitig in zwei Richtungen beansprucht wird, so daß es erwünscht erscheinen muß, in dieser Hinsicht unsere Kenntnis des Widerstandsvermögens der Baustoffe zu vervollkommen (S. 283).

Nach den Versuchen Wilson und Gore scheint es, daß die A erteilung der Schubkraft in den lotrechten Schnitten eine mehr gleichmäßige ist. Die Größe dieser Kräfte ist in jedem Schnitt gleich dem Unterschied zwischen dem lotrechten Gegendruck A (in Abb. 142) und dem entsprechenden Gewicht des Mauerwerks G. Die

größte Schubkraft tritt an der Luftseite auf; es ist hier r = kyÿo. In einer Lotrechten ist für jeden Punkt die wagerechte und lotrechte Schubspannung gleich groß.

Eine flachere Böschung am Fußpunkt der Mauer an der Luftseite als 1:1 ist hiernach nicht empfehlenswert entgegen dem von Rankine aufgestellten Querschnitt, der sehr flach ausläuft (nach Querschnitt B in Abb. 144 u. 95). Deutsche Ausführungen zeigen meist steilere Böschungen als 1:1, etwa nach der Art des Querschnitts C in Abb. 144. Als eine bemerkenswerte Form muß der Querschnitt der Vyrnwy-Talsperre (Abb. 149) bezeichnet werden.

Bei den Versuchen wurden ferner Zugspannungen am Mauerfuß an der Wasserseite beobachtet, die besonders an den Tonmodellen durch Bildung von Rissen offen erkennbar wurden (Abb. 150), ungeacntet des Umstandes, daß die Bedingungen der Kerntheorie erfüllt waren. Die englischen Ingenieure pflichten deshalb der vielfach aufgestellten Forderung bei, daß der Druck an der Wasserseite im Mauerwerk größer sein sollte als der hydrostatische Druck. Wir wissen, daß diese Bedingung bei vielen

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Abb. 148.

Abb. 149.

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Abb. 150.

Querschnitt der Vyrnwy-Talsperre. 1 : lOOO.

deutschen Talsperren mit aus dem Grunde bis zu einem Grade erfüllt wird, um hier einen Überdruck zu haben, der ein Offnen der Lagerfugen und die Entwicklung des inneren Auftriebs ausschließt. Auch werden zur weiteren Sicherheit gegen die hier auftretenden Zugbeanspruchungen Eiseneinlagen angeregt, wie sie hei amerikanischen Ausführungen bereits Anwendung gefunden haben.

Es ist bemerkenswert, daß die in verschiedener Weise und mit verschiedenen Stoffen ausgeführten Versuche zu Schlußfolgerungen geführt haben, die in ihren wesentlichen Stücken übereinstimmen. Sie finden auch einen Rückhalt in früheren Modellversuchen des verstorbenen Benjamin Baker und anderer. Das macht die Ergebnisse wertvoller und erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß sie der Wirklichkeit nahe kommen. Die mündlichen Verhandlungen und der Schriftwechsel bekunden fast durchweg eine zustimmende Auffassung der beteiligten Ingenieure. Es scheint somit, daß diese Vorgänge dazu beitragen, den Widerspruch aufzuklären, der zwischen den auf der Annahme parabolischer Verteilung der Scherkraft beruhenden Rechnungsergebnissen von Atcherley und Pearson und der praktisch erprobten Standsicherheit der Sperrmauern besteht¹). Die Versuchsergebnisse führen zu einer Verfeinerung der wissenschaftlichen Behandlung hin, ohne die bisherige Rechnungsweise, die größere Werte für die Beanspruchungen liefert, als falsch nachzuweisen, und sie bringen uns eine klarere Erkenntnis Uber die

!) Zentralbl. der Bauverw. Jahrg. 1906, S. 302.

Verteilung der inneren Spannungen in einem so großen Monolithen, wie es die Talsperren sind. Das bedeutet einen erfreulichen Fortschritt in der Lehre von den Sperrmauern.

Auch Mohr hat sich mit dieser Frage beschäftigt¹). Seine Abhandlung ist eine rechnerische Untersuchung über die Verteilung der Normal- und Schubkräfte in den wagerechten Schnitten der Sperrmauern und prüft im Anschluß an die vorerwähnten Untersuchungen der englischen Ingenieure den Wert der Annahmen trapezförmiger (dreieckförmiger) und parabolischer Verteilung. Die Größe der rechnungsmäßig sich ergebenden Baustoffbeanspruchungen wird der erprobten Standsicherheit ausgeführter Anlagen gegenübergestellt und daraus die Folgerung gezogen, daß die trapezförmige Verteilung für den dreieckigen Talsperrenquerschnitt die wahrscheinlichere ist. Die Schlußfolgerungen der Schrift fallen im wesentlichen zusammen mit den Ergebnissen der vorhin erwähnten Modellversuche. Es kann Mohr darin leider nicht gefolgt werden, wenn er Versuchen dieser Art keinen rechten Wert beimißt. Es ist doch ein bedeutsamer Fortschritt damit gewonnen worden, und ich vermag nicht einzusehen, weshalb in ihren elastischen Eigenschaften dem Mauerwerk verwandte Stoffe nicht die Fähigkeit besitzen sollen, die Art und Bichtung der in massiven Mauern auftretenden Spannungen zu veranschaulichen.

Über den Vorschlag eines Dreieckquerschnittes mit verschiedener Neigung der Wasserseite zur Verminderung der Schubspannungen s. Link a. a. O. S. 53.

Man vergleiche Uber diese Frage ferner Zentralblatt der Bauverwaltung 1906,

S. 129, 267, 301, 432, 1907, S. 574, 1909, S. 277. Beton und Eisen, 1906, S. 152. Engin. Becord, April 1905, S. 456, 22. 7. 1905, S. 106, Sept. 1905, S. 298. Engineering 1905, I S. 513, 593, 615 und 825; II S. 35, 134, 141. Eng. Becord 1909 S. 268. Über Druck- und Scherspannungen in Talsperren Amer. Soc. of Civ. Eng., Papers v. Jan. 1909.

IV. Staudämme.

§ 33. Vergleich zwischen Dämmen und Mauern. Erddämme haben vor Staumauern den Vorzug, daß sie sich auf jedem festen und wasserdichten Untergründe errichten lassen, während Staumauern einen felsigen Untergrund als Gründungssohle verlangen. Bei geringen Stauhöhen sind Dämme im allgemeinen billiger als Mauern; der Preisunterschied verschwindet jedoch bei mittleren Höhen, bei denen große Erdmassen zur Herstellung der Dämme erforderlich werden. Man hebt hervor, daß mit den Jahren eine Mauer immer fester wird, also immer sicherer, während ein Erddamm bestenfalls seinen ursprünglichen Zustand bewahrt. Doch scheint es, daß diese Begründung einen mehr akademischen Charakter trägt. — Die statischen Verhältnisse sind allerdings bei Staumauern besser zu übersehen. Man kann die Kräfterichtung verfolgen und die Baustoffbeanspruchung berechnen, während Dämme gemeinhin nach Erfahrungsgrundsätzen gebaut werden. Die Sickerungen im Mauerwerk pflegen sich abzudichten, während Quellen in Dämmen mit der Zeit meist eher zu als abnehmen. Ein Überschlagen der Mauer bei Wellenschlag ist nicht bedenklich, während ein gleicher Vorgang die Zerstörung eines Dammes leicht herbeifuhren kann.

Ein überströmter Damm — wenigstens insofern er nicht sehr stark befestigt ist, — gilt gewöhnlich als ein verlorener Damm. Es erfordert daher ein Erddamm eine sorgfältigere Unterhaltung und Überwachung als eine Mauer.

Die Frage der Brauchbarkeit von Erddämmen für niedrige Absperrwerke ist von großer Bedeutung, denn es findet sich im Gebirge viel Gelegenheit zur Anlage kleinerer

*) Der Spannungszustand einer Staumauer. Von 0. Mohr. Sonderabdruck aus der Zeitschrift des Österr. Ingenieur- und Architektenvereins. Wien 1908.

Sammelbecken. Sie können vorübergehenden Zwecken dienen, bei der Ausführung großer Sperrmauern, um das Hochwasser aufzustauen und durch Umläufe in den beiderseitigen Berghängen von der Baustelle abzuleiten, ferner zur Aufstauung von Aushilfsbecken, um im späteren Betrieb das große Sammelbecken gelegentlich für kurze Zeit ausschalten zu können. Oft aber findet sich auch Anlaß, mit Vorteil kleine Talsperren von 10 bis 15 m Höhe als selbständige Anlage auszubauen für die Wasserversorgung kleinerer Gemeinden und andere Zwecke mehr.

zu

Bei der Anlage des Solinger Wasser- und Elektrizitätswerkes ist außer dem großen Stauweiher von 3 Mill. cbm Inhalt ein Vorbecken von 100000 cbm Fassungsraum hergestellt worden (s. § 34). Die Kosten des Dammes ohne die Nebenanlagen, also ohne Kaskade, Rohrleitungen und Entnahmebrunnen, haben sich nach der Ausführung 61000 M. ergeben, einschließlich einer Steinabdeckung an der Wasserseite und einer Abpflasterung der Dammkrone und der luftseitigen Böschung. Eine gemauerte Talsperre an derselben Stelle und von derselben Höhe mit entsprechend standsicherem Querschnitt, hergestellt aus Bruchsteinmauerwerk mit Traßmörtel würde etwa 120000 M., also das Doppelte gekostet haben. Eine reine Erdschütterung, die sich allerdings bei der gegebenen Höhe und sonst gleichen Abmessungen nach Maßgabe der günstigen örtlichen Verhältnisse um etwa 20000 M. billiger als die Anlage mit Betonkern gestellt hätte, wird man im Gebirge bei felsigem Untergrund im allgemeinen nicht wählen. Da hier das ganze Becken in der Sohle und an den Hängen von einem undurchlässigen Gestein umgeben ist, so wird man auch an der Absperrstelle auf einen wasserdichten gemauerten Abschluß nicht verzichten wollen, besonders wenn es, wie in Solingen, möglich war, durch einen bogenförmigen Mauerkern die Gewölbewirkung für die Standfestigkeit auszunutzen. Bei Erddämmen, besonders solchen von einiger Höhe, wird man immer mit einigem Kostenaufwand ein übriges für eine besondere Abdichtung des Erdkörpers tun müssen, was bei derartigen Kostenvergleichen nicht außer Acht gelassen werden darf.

Es gilt noch gemeinhin als Regel, daß Erddämme für kleinere Stauhöhen in Betracht kommen, wenn ein zum Tragen einer massiven Talsperre geeigneter Untergrund nicht vorhanden ist oder unverhältnismäßig tief liegt. Man gab früher als zulässige Stauhöhe für Dämme 10 bis 15 m an. Man wird heute jedoch der Auffassung sein müssen, daß eine Grenze hier nicht ohne weiteres gegeben ist. Es haben schon in vergangenen Jahrzehnten Ausführungen in England und Amerika eine Höhe von 25 bis 30 m erreicht; noch höhere Dämme sind in neuester Zeit in Amerika ausgeführt worden, worüber später einiges mitgeteilt wird, und es gibt heute Ingenieure, die keine Bedenken tragen, auszusprechen, daß man Erddämme bis zu derselben Höhe wie gemauerte Talsperren errichten kann¹)- Aber wenn hierbei, wie betont, die Kostenfrage wesentlich mitsprechen wird, so fehlen uns doch auch bisher Erfahrungen über das Verhalten sehr hoher Dämme in Betriebe.

Wie schon oben bemerkt, erreichen bei größeren Stauhöhen die Erdmassen der Dämme solchen Umfang, daß die Kosten nicht geringer werden, als bei gemauerten Talsperren. Aber man muß sich andererseits auch vergegenwärtigen, daß es Fälle geben kann, wo die Kosten des Mauerwerkes allein nicht maßgebend sind, wenn dieses

Stauwerk nur einen Teil des Gesamtausbaues einer großen hydraulischen Anlage bildet. Ferner kann es sich unter Umständen nicht sowohl um die Frage handeln, ob ein Damm ebensoviel kostet wie eine Mauer, oder gar teurer ist, sondern es kann von der Möglichkeit, die Stauung überhaupt, gleichviel in welcher Art, zu bewerkstelligen, die Ausführbarkeit des ganzen Unternehmens abhängen, und da kann der Damm nach neueren Erfahrungen oft noch bei an sich nicht günstigen Untergrundverhältnissen als ausführbar gelten, wo die gemauerte Sperre es nicht mehr ist. Ein Untergrund aus Gerolle, Findlingen oder ähnlichem, wenn auch festgelagertem Material, wird nicht ohne weiteres geeignet erscheinen, um darauf eine massive Talsperre von 30 bis 50 m und mehr Stauhöhe zu setzen. Bei einem solchen Untergrund könnte zwar nötigenfalls die Standsicherheit durch Verbreiterung der Gründungssohle über das sonst übliche Maß gewahrt werden. Eine weitere Frage ist dann allerdings die Dichtigkeit des Bauwerkes. Hierfür käme in Betracht eine Erdschüttung an der Wasserseite, die erforderlichenfalls bis zur Kronenhöhe reicht und von dort in schwacher Neigung abfällt, und es würde auch zu prüfen sein, ob nicht auch die Talsohle noch eine Strecke aufwärts durch eine Lehmlage abzudichten wäre. Die Verbreiterung der Fundamentsohle mit Rücksicht auf den weniger guten Untergrund wurde unter andern bei den böhmischen Talsperren im Reichenberger Gebiet nötig. Es wurde hier bei einigen Anlagen die Erdschüttung an der Wasserseite bis fast zur Höhe der Mauerkrone ausgeführt (s. Abb. 115). Es ist dies z. B. der Fall am Harzdorfer Bach (Stauinhalt 0,63 Mill. cbm) und an der schwarzen Neisse (2,0 Mill. cbm). Aber auch diese Aushilfsmaßnahme kann versagen, und in einigen Fällen, in denen die Untergrund Verhältnisse den Bau massiver Talsperren weniger angezeigt erscheinen ließen, hat man es in Amerika vorgezogen Erddämme von besonderer Konstruktion und Ausführung zu schütten, indem für eine derartige Anlage der Untergrund noch immer hinreichend standsicher und vollkommen befriedigend angesehen wurde¹). So hat man z. B. in Mexiko für eine Wasserkraftanlage Staudämme bis fast 60 m Stauhöhe am Necaxa und Tenangofluß auf einem Untergründe errichtet, der für die Anlage einer Sperrmauer nicht mehr als ausreichend verläßlich erachtet wurde.

Weiteres hierüber s. in §34c.

Uber Vergleich der Kosten bei Dämmen und Mauern s. Wirtschaftliche Grundlagen.

§ 34. Die Bauweise der Staudämme. Man unterscheidet:

a)    Staudämme in reiner Erdschüttung.

b)    Staudämme mit künstlicher Abdichtung.

a) Abdichtung an der Wasserseite (sog. französische Bauweise). ß) Abdichtung durch einen inneren Kern.

Dämme mit Tonkern (engl. Bauweise).

Dämme mit Kern aus Mauerwerk, Beton, Holz oder Eisen (amerikanische Bauweise).

c)    die neuere amerikanische Bauweise mittels Einschlämmung (»hydraulic tili method«) und mittels Geröllschüttung (»rock tili« Dämme).

a) Staudämme in reiner Erdschüttung.

Als allgemeine Grundsätze für den Bau von Staudämmen dürfen folgende gelten :

1. Der Damm muß auf einem undurchlässigen Untergründe errichtet sein und Zusammenhang mit dem Felsbett oder anderem geeigneten Boden haben.

0 Über die Gründung von Staudämmen auf aufgeschwemmtem Boden s. Eng. Eng. News 1910, S. 708.

2.    Der Damm muß wasserundurchlässig sein oder darf doch nur in ganz begrenztem Maße Sickerungen zeigen.

3.    Die Dammböschungen müssen genügend flach sein, um zu stehen, selbst wenn der Damm mit Wasser gesättigt ist, sei es, daß ihn das Wasser aus dem Becken oder Regenniederschläge durchtränken.

4.    Die Lage der Krone über dem höchsten Wasserspiegel muß genügend hoch sein, um den Damm vor Uberströmungen zu sichern, sei es bei allergrößtem Zufluß zum Becken, durch Wellenschlag oder bei dem Zusammentreffen der beiden Möglichkeiten.

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Der Damm darf keine Rissbildung im Betriebe zeigen.

Der Damm muß bei dauernd gefülltem Becken an der dem Wasser zugekehrten Seite gegen die Wasserangriffe durch Befestigung geschützt sein.

Uber die Anwendbarkeit der Erddämme sei auch auf die auf S. 181 u. f. abgedruckte Anleitung für den Bau und Betrieb von Sammelbecken unter C3 verwiesen.

Die Staudämme aus Erde werden nach den üblichen Konstruktions- und Erfahrungssätzen für Deiche geschüttet, so daß man von einer Berechnung, für die überdies verläßliche Grundlagen schwer zu gewinnen sind, abzusehen pflegt. Mit Recht weist Wegmann²) darauf hin, daß die Konstruktion von Dämmen nicht aufgebaut werden soll auf mathematische Berechnungen und Beanspruchungen, wie dies bei gemauerten Talsperren der Fall ist, sondern auf Ergebnisse, die aus der Erfahrung heraus hergeleitet sind und das gleiche gilt für Staudämme mit gemauertem Kern.

Höhe der Staudämme. Die Ansichten der Ingenieure gehen über die zulässige Stauhöhe stark auseinander; man gab früher, wie oben bemerkt, Höhen von 10 bis 15 m als Grenze an, aber man hat auch Dämme von 30 m und mehr errichtet. Ein Beispiel hierfür ist der Damm von St.-Ferréol, dessen Ausführung im Jahre 1667 begonnen wurde. Er ist 35,5 m hoch und dient für die Speisung der Scheitelhaltung des Kanals Du Midi. Schon diese Ausführungen vergangener Zeiten tun dar, daß die Praxis eine enge Begrenzung der Stauhöhe nicht anerkannt hat, und noch mehr ist dies geschehen durch die vorerwähnten amerikanischen Unternehmungen, die der neuesten Zeit angehören. Mit dem Bau des Wasserkraftwerkes am Porjusee in Schweden ist die Herstellung eines Erddammes von 50 m Höhe verbunden³).

Die neuen preußischen Bestimmungen haben daher mit Recht von der Festsetzung einer größten Stauhöhe Abstand genommen. Man wird über diese Frage im Einzelfall nach Maßgabe der gegebenen Untergrund Verhältnisse, der zur Verfügung stehenden Schütterde und der Bauweise Entscheidung treffen müssen.

Gesichtspunkte für die Querschnittsgestaltung von Staudämmen. Höhenlage der Dammkrone. Um die Forderung zu erfüllen, daß die Wellen bei Sturm nicht über die Dammkrone schlagen, wird es im allgemeinen genügen, die Krone 1 m über den höchsten normalen Wasserspiegel zu legen, für größere Wasserflächen 1 m über der durch die Überlaufstrahldicke gegebenen Stauhöhe. Wenn man annimmt, daß Maulwürfe 1,50 m in den Boden eindringen, so würde sich als notwendig ergeben, die Dammkrone um 1,50 m über Wasserspiegel zu legen; denn in diesem Falle bleibt bei 3 m Kronenbreite nach dem Eindringen der Tiere in Höhe des höchsten Wasserspiegels noch eine unangegriffene Breite von 2,3 m (bei 1: 2 Dammböschung) übrig, die genügend

stark ist. Bei ungünstigen Verhältnissen, wenn z. B. eine große Wasserfläche in der Richtung der vorherrschenden Winde liegt, wird man die Dammkrone gegebenenfalls höher legen müssen (s. S. 211).

Kronenbreite. Die Erfahrung hat erwiesen, daß Durchbrüche oder sonstige Dammbrüche im allgemeinen niemals infolge zu geringer Kronenbreite eingetreten sind¹). Die Gefahr des Durchbruches bei Durchquellung entsteht meist infolge zu steiler Böschung. Es genügt, die Kronenbreite auf 3 bis 4 m je nach Bodenart zu bemessen, wenn nicht die Rücksichten auf den Verkehr oder starken Wellenschlag maßgebend sind. Auch auf Senkung des frisch geschütteten Erdreichs und spätere Aufhöhung ist gegebenenfalls Bedacht zu nehmen. Ausländische Ingenieure verlangen zum Teil größere Kronenbreite z. B.: Guillemain 5 m. Mitunter wird die Breite gleich 0,4—0,5 der Dammhöhe angenommen. Die Entwässerung der Dammkrone durch Quergefälle, in 1: 10 bis 1: 15 ist empfehlenswert.

Die Böschungen. Die Außenböschungen gegen das Wasser hin müssen so flach gewählt sein, daß sie dem Angriff des Eises und Wellenschlages Widerstand leisten können, also etwa 1:2 bis 1:3, je nach der Bodenart. Die obere Böschung des Solinger Staudammes zeigte während der Ausführung, bei einer Neigung von 1:2, Abrutschungen, weil die Schüttung im Winter mit nassem Lehm und Letteboden erfolgte. Die Böschung wurde nachträglich auf l:2y₂ gebracht. Man sieht also, daß die Neigung nicht lediglich von der Bodenart abhängig ist, sondern daß auch die Zeit und

HW.

- 17,0.

21,0

Abb. 151.

die näheren Umstände der Bauausführung hierauf von Einfluß sind. Vor allem maßgebend für die zu wählende Neigung ist die Standfestigkeit der benutzten Bodenart in durchnäßtem Zustande (der Böschungswinkel); denn in durchnäßtem Zustande ist der Böschungswinkel kleiner als im trockenen Erdreich. Die untern Teile des Dammes sind am meisten der Gefahr der Durchnässung ausgesetzt. Es ist für die Standsicherheit notwendig, daß die Drucklinie innerhalb des Dammquerschnittes verbleibt; sie darf nicht aus seiner Umgrenzung heraustreten. Da in dem untern durchnäßten Teile der Böschungswinkel kleiner ist, so tritt hier die Gefahr der Abrutschung um so eher ein, je mehr diese Stelle belastet wird. Wenn man z. B. einen Damm mit der luftseitigen Böschung 1:2 hat und die Wassergefällslinie verläuft etwa nach der punktierten Linie a—b (Abb. 151), so würde diese Linie aus der Böschung heraustreten und der schraffierte Teil des Dammes als Aufiast schädlich wirken. Die Verteilung der Erdmasse würde hier besser in der Weise erfolgen daß die Kronenbreite schmaler (3 m statt 5 m) gemacht und die hier ersparte Erde zum Ausbau der Böschung in 1:4 im untern Teile verwandt würde²). Daraus folgt die Regel: es empfiehlt sich für hohe Dämme die Böschung an der Luftseite nach unten hin flacher werden zu lassen und sie an keiner Stelle steiler wie etwa 1:2 zu wählen. Bermen zur Begehung des Dammes für Wirtschaftszwecke können bei flachen Böschungen fortfallen. Diese Bermen geben oft nur Anlaß, daß sich hier Schneemengen ansammeln und Wasserlachen bilden, die den Fuß des Dammes aufweichen und gefährden. Zum mindesten ist ein starkes Quergefälle der Bermen 1:10 bis 1:15 erwünscht.

9 Zentralbl. d. Bauverwaltung 1904, S. 420, 1905, S. 571.

²) Ehlers, Bemerkungen über Talsperrenbauten. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 570.

Neuere Anschauungen von Ingenieuren gehen in Amerika dahin, daß es nicht so sehr wesentlich ist, ob der Schüttboden von Dämmen Lehm, Lette oder eine andere weniger geeignete Bodenart ist, sondern, daß es darauf ankommt, die Abmessungen des Dammes der Bodenbeschaffenheit anzupassen. Man müsse zunächst den Charakter des Materials bestimmen, das zur Schüttung zur Verfügung steht und entsprechend den gegebenen Bedingungen den Entwurf anfertigen. Dies sei mehr zu empfehlen, als einen sog. Normalquerschnitt anzunehmen und dann auf die Suche zu gehen nach der Bodenart, die dazu paßt. Vor allem möge man durch reichlich große Weite der Überfälle dafür sorgen, daß kein Überströmen stattfindet. Die gleiche Aufmerksamkeit wende man der Gefahr der Unterspttlung zu. Das sei wichtiger als knapp und genau nach theoretischen Erwägungen bemessene Querschnitte. Man führt zum Belege Beispiele aus Indien an, wo selbst für hohe Dämme Sand mit einem Mauerkern zur Anwendung gelangt ist. Bei durchlässigem Material solle nur die Schüttstärke entsprechend groß bemessen sein⁴). Es liegt manches Wahre in diesen Anschauungen.

Ein Beispiel für einen nach diesen Grundsätzen gewählten Querschnitt bildet der Cold-Springs-Damm (Oregon). Dieses Becken dient Bewässerungszwecken. Die Länge des Dammes ist 960 m, seine Höhe über Gelände 25 m. Auf Grund eingehender Versuche über die Wasserdurchlässigkeit verschiedener Bodenarten erschien als das dichteste und zweckmäßigste Schüttmaterial nahe an der Wasserseite eine Mischung von 50 v. H. Lehm und 50 v. H. Kies. Mehr nach dem Inneren des Dammes nimmt der Kiesgehalt zu und erreicht etwa von der Mitte ab 100 v. H. Der Boden wurde entnommen 0,3 bis 1,2 m unter Geländeoberfläche, ohne Pflanzenreste, und war ein feiner leichter Lehmboden; der Kies bestand aus grobem Sand und feinem Kies⁵). (S. auch S. 300).

Die Befestigung der Dammkrone und der Böschung. Die Abdeckung der Böschung mit Steinen zum Schutze gegen Wellenschlag, sei es als Steinbewurf in 40—50 cm Stärke oder besser als regelrechte Abpflasterung, erscheint nötig. Die Stärke dieser Befestigung an der Wasserseite wird nach der zu erwartenden Größe des Angriffes (Wellenschlag und herrschende Windrichtung) zu bemessen sein. Im allgemeinen reicht ein Pflaster von 30 cm starken Steinen auf einer Lage von 25 cm Gerolle aus. In der Kronenfläche und an der Luftseite kann unter Umständen Basenbelag genügen, jedoch ist in allen Fällen, sofern die Mittel vorhanden sind, Pflasterung vorzuziehen, um größere Sicherheit zu haben, falls eine unerwartete Überströmung des Dammes eintritt.

Die Schütterde. Man wird meistens an die Bodenart gebunden sein, die sich in der Nähe des zu schüttenden Dammes vorfindet, und sich nach Möglichkeit behelfen müssen. Beim Fehlen von brauchbarer Schütterde kann unter Umständen das Zustandekommen des Unternehmens gefährdet sein. Gute Dammerde soll aus vollkommen gleichartigem und undurchlässigem Material bestehen. Am besten ist eine Mischung von Ton und Sand derart, daß jedes Sandkorn mit einem Tonüberzug versehen ist, um es mit dem benachbarten Sandkorn zu verkitten. Dadurch entsteht eine Art Ton-Sand-Beton. Ein möglichst feines Gefüge ist erwünscht, womöglich derart, daß die Korngröße von der Luftseite des Dammes nach der Wasserseite hin abnimmt und hier immer feiner wird. So entsteht ein stützender Teil aus grobem Material an der Luftseite, vor dem ein abdichtender Teil an der Wasserseite liegt. Empfehlenswert ist ein Mischungsverhältnis, bei dem der Lehm- oder Tongehalt vorwiegt. Als Grenze wird man etwa die

Zusammensetzung 1 : 1 anseheu dürfen. Zu magere Erde läßt sich nicht gut stampfen, zu viel Tongehalt führt die Neigung zu Rutschungen bei Nässe und zu Rissebildungen bei Trockenheit herbei, wenn der Ton an der Oberfläche liegt. Die wesentlichste Bedingung für eine gute Dammschüttung ist, daß das Material fein und geschlossen ist, um dem durchdringenden Wasser genügend Reibung entgegenzusetzen. Wo dies der Fall ist, da gibt es bei gutem Untergründe und guter Bauausführung eigentlich kaum eine Grenze für die Höhe der Dämme, ausgenommen die Kosten. Unter diesen Umständen kann selbst sehr feiner Sandboden als geeignete Gründungssohle für eine Dammschüttung angesehen werden, erwünscht ist dann aber eine besondere Abdichtung an der Wasserseite.

Reiner Ton wird zweckmäßig mit Sand gemengt. Den Lehm aber z. B., wie er sich als Verwitterungsprodukt des Schiefergesteins und der Grauwacke im rheinischen Schiefergebirge findet, kann man gut ohne Sandzusatz verwenden. Im Inneren der Dämme erscheint reiner Ton unbedenklich. Der Zusatz von Sand oder Kies zum Ton oder Lehm ist nötig besonders in den äußeren Lagen, um starkes Schwinden und Reißen der Bekleidung beim Austrocknen, d. h. bei leerem Becken zu verhüten. Die Erde muß frei sein von pflanzlichen und zersetzungsfähigen Beimengungen, wie Rasen, Humuserde u. a. m. Kleinere Steine können zugelassen werden, sofern sie in guter Erde eingebettet sind und nicht filterartig aneinanderliegen.

Amerikanische Ingenieure empfehlen für die Dammschüttung einen Boden, der 20—30 v. H. Ton enthält. Nach ihrer Ansicht befördert größerer Tongehalt bei Wasserdurchdringung Höhlenbildungen infolge Ausspülungen, die dann die Gefahr des Durch- • bruches mit sich bringen¹). Auch für den Kern wird in Amerika im allgemeinen nicht reiner Ton verwandt, sondern Sandboden mit Ton gemischt. Bei einigen amerikanischen Dämmen wurde für den Kern folgende Mischung verwandt:

Baustoff

Hohlraum v. fl.

Einheit

(Raum)

Gesiebter grober Kies .    .

feiner Kies......

Sand........

Klai (Ton)......

28-30

1,00

30

33

0,35

0,15

0,20

:

T—I TH

Gesamtmaterial.......

Gesamtmasse der Mischung . .

Bei dieser Bodenbeschaffenheit wählte man die Stärke des Kernes an der Krone zu 1,50 und gab ihm Böschungen von 1 :1.

Die Dammerde ist oft durch Kalkzusatz verdichtet worden, nicht zu dem Zwecke, eine Erhärtung herbeizuführen, sondern um die Ausfüllung aller feinen Poren zu erzielen. Der Damm von Mittersheim enthält 50 v. H. Sand und 50 v. H. Ton, und es sind im Mittel 12 1 Kalk (Kalkmilch oder hydraulischer Kalk in Pulverform) auf 1 cbm Schüttung eingebracht (s. auch die weiter unten beschriebenen Yogesendämme). Die Kalkmilch wird dabei mit einer Gießkanne übergossen. Ob der Kalk in Form von trockenem Kalkpulver oder als Kalkmilch verwendet wird, hängt von dem Feuchtigkeitsgehalt der Erde ab.

0 Über diese Frage siehe auch Le Génie Civil vom 17. 10. 1908.

Die Ausführung der Dämme. Die Regeln für die Bauausführung der Staudämme sind in der auf S. 181 u. f. abgedruckten »Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken« gegeben, auf die verwiesen werden möge. Sie enthält unter C3c alle wesentlichen Gesichtspunkte. Im weiteren werden zur Beurteilung mancher Fragen auf der Baustelle die nachstehend mitgeteilten Beispiele von ausgeführten Anlagen von Bedeutung sein. Auch die später folgende vergleichende Betrachtung über den Wert der verschiedenen Dammbausysteme bringt manche Anhaltspunkte, so daß hier, um Wiederholungen zu vermeiden, der Vorgang der Bauausführung allgemein nicht weiter erörtert werden soll. Im Übrigen wird auch auf die Darstellungen über den Bau von Deichen in Teil III Band 7 des Handbuches der Ingenieurwissenschaften hingewiesen, s. ferner Le Génie Civil 17. 10. 1908.

Für die Bodenuntersuchung sei bemerkt, daß diese für Dämme besonders tief getrieben werden sollte; denn oftmals liegen über dünnen, dichten Schichten durchlässige Ablagerungen. Quellen müssen sorgfältig abgefangen werden. Es kann sich empfehlen, um Sickerungen unschädlich abzuleiten, ein Rohrnetz in den Damm einzubauen. Bei Dämmen mit gemauertem Kern sollte dieser Kern unabhängig von der übrigen Dammschüttung hochgeführt werden; ein Tonkern wird zugleich mit den anderen Teilen des Dammes eingebaut.

Über Boden- und Untergrunduntersuchungen an Staudämmen siehe:

Engin. News 25. 4. 1907, 17. 10. 1907, 23. 9. 1909, 29. 12. 1910.

Génie Civil 1907, S. 161.

Eng. Record 20. 8. 1904, 27. 4. 1907, 26. 12. 1908.

der Radaune).

an

Zeitschrift d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 1080 (Staudamm

Americ. Soc. Civ. Eng. Papers. Jan. u. April 1911. Transactions Dezember 1911.

Staudamm des Sammelweihers für das Elektrizitätswerk Kubel (Schweiz).

(Abb. 152.)

Zur Herstellung eines Sammelweihers bot sich in einem kleinen Hochtälchen, dem sog. »Giibsen-moos« bei Winkeln oberhalb der Sitterschlucht, günstige Gelegenheit. Am östlichen Ende dieses Tälchens, das als Verwitterungsergebnis der Molasseformation aufzufassen ist, bestand in früheren Zeiten ein kleiner Fischweiher des Klosters St. Gallen, von welchem Überreste eines größeren Erddammes noch vorhanden waren. Das Gübsenmoos ist ein ausgesprochenes Felsentälchen in der aulgerichteten Molasse; beide Talseiten bestehen aus anstehender Molasse, abwechselnd Nagelfluh, Sandstein und Mergel. Die Talsohle ist durch Lehm, dem Verwitterungsprodukt des Mergels ausgefüllt, über dem stellenweise ausgedehntere Torfschichten liegen.

Um den Weiher auf die beabsichtigte Höhe aufzustauen, waren drei Abschlüsse notwendig, einer im Osten des Tales, einer im Westen und ein dritter, allerdings kleiner, im Norden. Die Geländeverhältnisse führten dazu, im Osten, wo solide Nagelfluh in erreichbarer Tiefe vorhanden war, eine Mauer zu errichten, die beiden andern Abschlüsse aber als Lehmdämme auszuführen. Beim westlichen Abschluß konnte der Fels mittels Schürfgruben nicht erreicht werden, die Herstellung einer Mauer war dort somit ausgeschlossen; der nördliche Abschluß aber ist so niedrig, daß ein Lehmdamm unter allen Umständen billiger war.

Die beiden Abschlußdämme sind als Lehmkörper hergestellt, für die das Material zum größten Teil den Talhängen entnommen werden konnte. Leider besaß der vorhandene Lehm etwas zu wenig Sand, so daß beim westlichen Damm schon bei geringer Höhe der Aufdämmung sich Neigung zum Ausquetschen zeigte. Das ursprünglich vorgesehene Profil erlitt durch die Ausbauchung nach und nach eine gänzliche Änderung und der fertige Damm sieht im Hauptquerschnitt nun ungefähr nach Abb. 152 aus. Die Hauptursache der großen Verflachung der wasserseitigen Böschung ist in dem Umstand zu suchen, daß die über das Normalprofil verrutschen Lehmmassen in weichen Untergrund gerieten, der nicht genügend Halt für die weitere Auffüllung bot und selbst nach und nach vorgeschoben wurde. Erst nachdem durch eine starke Stein- und Kiesauffiillung der außerhalb des Normalprofils befindliche Untergrund in großer Flächenausdehnung gleichmäßig belastet worden war, trat

endgültig Ruhe ein, und es konnten schließlich die obern 5 m des Dammes in normaler Böschung ausgeführt werden.

Vor Beginn der Dammauffüllung wurde der Untergrund auf die vorgesehene Sohlenbreite allem Humus und torfartigem Lehm befreit und bis auf den guten, gelben festen Lehm bloßgelegt; alsdann wurde die Auffüllung in Schichten von 20 bis 25 cm aufgebracht und letztere mit einer 3 t schweren, 2,5 m breiten, von Ochsen gezogenen Walze zusammengepreßt. Bei nasser Witterung konnten die Tiere nicht verwendet werden und es trat an Stelle der Walze das Stampfen mit schweren Hand-Kur bei ganz nassem Zustand des Lehms wurde etwas Kalkpulver über die obern Lagen gestreut, sonst aber kein Zusatz irgendwelcher Art gemacht. Die wasserseitigen Böschungen wurden mit einer 0,70 bis 1,00 m starken, aus den Moränenhügeln gewonnenen Kiesschicht als Unterlage für eine Trockenpflasterung von 30 cm Stärke versehen; während die landseitigen einfach mit Humus abgedeckt und besät wurden. Die Dammkronen sind als Fahrbahn ausgebildet und chaussiert. Im ganzen sind für die beiden Dämme verwendet worden:

Lehmmaterial..............

rammen.

Kies und kiesige Erde....................

Steinpflasterung.......................

Chaussierung.........................

Steinauffüllung zur Belastung des Vorlandes beim großen Damm

75 000 cbm 25 000 cbm

3    450 qm 1 500 qm

4    200 cbm.

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Abb. 152. Querschnitt des Staudammes für das Elektrizitätswerk Kubel. Ungef. Maßstab 1:700.

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Abb. 153. Querschnitt des Cold Springs-Dammes (Oregon).

Wie aus Abb. 152 hervorgeht, lehnt sich der große westliche Damm unmittelbar an den bestehenden Bahndamm der Appenzellerbahn an. Zwischen beiden Dämmen ist an der Sohle ein Böhrendurchlaß von 60 cm Lichtweite hergestellt worden, der gegen den Weiherdamm mit Schlitzen versehen wurde, um etwa zu Tage tretendem Sickerwasser Abfluß nach Inbetriebnahme keinerlei Durchsickerungen beobachtet werden. Das Herbeischaffen sämtlicher Baustoffe für die beiden Dämme geschah mit Lokomotivbetrieb auf Feldbahnen, die auf Eampen, teilweise mit Spitzkehren und 35 v. T. Höchststeigung die Dammhöhe erreichten *).

Cold Springs-Dam (Oregon). Die Schütterde dieses Dammes und ihre Verteilung im Querschnitt (Abb. 153) wurde auf Grund eingehender Versuche über die Wasserdurchlässigkeit verschiedener Bodenarten gewählt. Als dichtestes und zweckmäßigstes Material liegt an der Wasserseite eine Mischung von 50 v. H. Schütterde und 50 v. H. Kies. Die Schütterde wurde 0,3 bis 1,2 m unter Geländeoberais eine Art Lehmboden ohne Pflanzenbestandteile. Der Kies war grober Sand

zu

verschaffen. Es konnten jedoch

fläche entnommen

lj Schweizer. Bauzeitung Bd. XLIII, Nr. 14 u. f.

oder feiner Kies. Nach dem Innern des Dammes nimmt der Kiesgehalt ständig zu und beträgt etwa von der Mitte ab 100 v. H. Nach den Versuchsergebnissen schätzte man die Durchlässigkeit des Dammes auf eben 80 cbm in 24 Stunden⁶).

b) Dämme mit künstlicher Abdichtung.

Staudamm von Torcy

Künstliche Abdichtungen, sei es, daß diese als äußerer Mantel oder innerer Kern ausgeführt werden, müssen stets bis auf die undurchlässigen Gründungsschichten hinabgeführt werden.

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Querschnitt

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Abb. 154. Ungef. Maßstat 1:300.

Man unterscheidet:

a) Abdichtungen an der Wasserseite:

mittels Betonlage oder Pflaster in Mörtel,

mittels durch Kalkmilch getränkte Erde, die durch eine Überdeckung geschützt wird, oder

(231,55)

mm

mittels Tonlage, die ebenfalls durch — eine Überdeckung geschützt wird.

SS

In den beiden letzteren Fällen geschieht die Überdeckung teils zum Schutze gegen Wellenschlag, teils zum Schutze gegen Austrocknen bei niedrigen Wasserständen. Es ist somit bei diesen Konstruktionen ein abdichtender und ein stützender Teil im Damme vorhanden. Diese

Bauweise ist im allgemeinen unter der Bezeich-    "Ü* ] ^

Abb. 155. Wasserseitige Böschung des Staudammes von Paroy. 1: 200.

nung »französische Bauart« bekannt. Die wasserseitige Böschungsneigung wird in der Regel 1 : iy₂ und teils als gerade abfallende Linie, teils in Absätzen von etwa 2 m hergestellt. Die luftseitige Neigung ist auch meist 1 : IV2 und mit Bermen versehen. Die Absätze an der Wasserseite haben den Zweck, Ausbesserungen leichter vornehmen zu können.

Kennzeichnend für die französische Bauweise im besonderen ist, daß die eigentlich abdichtende Schicht an der Wasserseite aus einer Herdmauer, die die Abdichtung im

Grunde auf der Grenze zwischen Damm und Untergrund herbeiführen soll, und aus einer Pflasterung in Mörtel oder auf Beton an der Böschung besteht. Die luftseitige Böschung ist meist nur mit Rasen bekleidet. Diese Bauweise mit ziemlich steilen wasserdichten

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Abb. 156. Querschnitt des Staudammes von Charmes. Ungef. Maßstab 1:500.

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Abb. 157. Ausführung der Böschungsbekleidung in Beton für den Staudamm von Charmes.

Böschungen findet auch darin ihre Begründung, daß steile Böschungen durch den Wellenschlag im allgemeinen weniger leiden als flache. Die Bekleidung setzt voraus, daß der Dammkörper sich bereits vollständig gesetzt hat. Wenn trotzdem Sackungen und Risse Vorkommen, so muß man versuchen, die entstandenen Fugen durch Mörtel abzudichten.

Ein älteres Beispiel dieser Art ist der Staudamm von Tore y (Abb. 154), in dessen Querschnitt kräftige und ziemlich steile wasserdichte Bekleidungen mit breiten, schwach geneigten Bermen abwechseln. Bei dem Staudamm von Paroy (Abb. 155) sind diese Bekleidungen unten 0,55 m, oben 0,40 m stark und ruhen auf einer 0,40 m dicken Betonschicht. Die Bermen haben 0,10 m Beton und darüber ein 0,15 m starkes Pflaster. Eine Herdmauer am wasserseitigen Fuß greift tief in den Untergrund hinein.

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Abb. 158. Querschnitt des Staudammes von Villegusien an der Vingeanne. Ungef. Maßstab 1:400.

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Abb. 159. Abwalzen der Erdschüttung für den Staudamm von Villegusien.

Als Beispiel neuerer französischer Ausführungen seien die Dämme von Villegusien an der Vingeanneund Charmes erwähnt, die in den Jahren 1905 und 1906 in Betrieb genommen wurden. Diese Staubecken dienen zur Wasserspeisung des Marne-Saone-Kanals (s. Seite 20). Die Herdmauern der Dämme an der Vingeanne und von Charmes sind im Gegensatz zu der früheren französischen Bauweise, die Bruchsteinmauerwerk anwandte, in feinem Kiesbeton hergestellt. Die Abb. 156 zeigt den •Querschnitt des Dammes von Charmes. Der untere Teil der Herdmauer hat senkrechte Wände, der

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Abb. 160. Petrolenmmotorwalzen, angewendet

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Abb. 161. Ansicht der Betonböschung nebst Bntnabmeturm

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obere Teil ist geböscht. Die beiderseitigen Berghänge zeigen sehr durchlässige Ablagerungen. Deswegen wurde die Herdmauer in diese hinein bis zu den dichten Schichten verlängert. Um Ersparnisse zu erzielen, ist hier. das Massiv der Herdmauer in Gallerien aufgelöst worden. Die Abdichtung der oberen wasserseitigen Böschungen dieser Dämme besteht aus Zementbetonplatten, die in Längen von

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Abb. 162. Querschnitt des Dörntaler-Dammes. 1:1000.

je 3 m an Ort und Stelle hergestellt wurden (Abb. 157). Zwischen den einzelnen Stücken sind Fugen von 3 cm Stärke vorhanden, die mit Lehm und oben mit einer dünnen Mörtelausfugung versehen sind. Auf diese Weise soll der Eissebildung vorgebeugt werden.

Der Damm an der Yingeanne (Abb. 158) enthält rund 350000 cbm Schüttung. Bei der Ausführung (Abb. 159) sind Petroleummotorwalzen von 2500 kg Betriebsgewicht zur Anwendung gelangt,

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Abb. 163a. Lageplan des Schießrothried-Dammes. 1:5000.

deren Wirksamkeit als sehr wertvoll bezeichnet wird (Abb. 160). Die Spurbreite war 1,20 m, so daß die Walzen in alle Ecken bis an das Mauerwerk gelangen konnten, worin ein Vorzug gegenüber den großen Walzen besteht. Die Ränder sind geriffelt. Das gewalzte Erdreich erreichte ein Gewicht von 2000 kg/cbm, das noch erhöht wurde durch den Zusatz von Kies. Es ist also fast das Gewicht des Mauerwerkes erreicht worden. Französische Ingenieure sind der Ansicht, daß man mit dieser Bauweise Dämme von sehr großer Höhe erreichen kann, die den gemauerten Sperren vorzuziehen sein dürften¹). Abb. 161 zeigt die Ansicht der Betonböschung.

Der Damm des Dörntaler Teiches (Abb. 162) bei Freiberg in Sachsen ist ein älteres Beispiel dieser Bauweise in Deutschland. Näheres hierüber s. Wochenschr. d. österr. Ing. und Arch. Ver. 1882, S. 1.

¹) Näheres s. Le Génie civil v. 17. 10. 1908. S. 409.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

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Abb. 163b. Querschnitt des Schießrothried-Dammes. Ungef. Maßstab 1:300.

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Von neueren deutschen Ausführungen ist hier zu erwähnen der S c hieß-rothrieddamm in den Vogesen.

Das Talbecken des Schieß-rothriedes (Abb.l63a) liegt auf 920m über dem Meere; es hat eine Länge von 400 m und eine größte Breite von 250 m. Der Talgrund des Beckens ist vorzugsweise mit feinem Sande ausgefüllt, welchem in der Nähe der Abschlußstelle eine wenig mächtige Torfschicht aufgelagert ist. Bei der Ausgrabung des \ Fundamentschlitzes wurde auf der rechten Talseite der Fels in guter Beschaffenheit in der verhältnismäßig geringen Tiefe von 1 bis 4 m biosgelegt, auf der linken Seite aber fiel er in beträchtliche Tiefen ab. Es wurden an verschiedenen Stellen in dem Schlitz selbst Schächte abgeteuft und in zweien derselben der Felsen erreicht: in dem vorderen, dem Bache näheren, in einer Tiefe von etwa 10 m, in dem hintersten Schachte am Talgehänge jedoch erst in einer Tiefe von 13,5 m. Zwischen diesen beiden Stellen erhob sich der Felsen in breiter Kuppe bis zu 6 m unter der Oberfläche. Nach diesem Befunde wurde beschlossen, den Stau vermittelst eines Dammes zu bewerk-

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stelligen. Die Kronenbreite desselben beträgt 6 m; die Sohle des Überlaufes liegt 1,0 m unter der Krone. Die größte Tiefe der Fundamente der seeseitigen Verkleidungsmauer unter der Dammkrone beträgt 19,8 m ; die größte Breite des Dammes rund 52,0 m.

Die seeseitige Böschung des ^ Abschlußdammes hat, wie aus Abb. 163b

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Böschung mißt. Die hintere Fläche dieser Verkleidungsmauer ist mit staffelförmigen Abtreppungen versehen, um eine feste Auflagerung auf der hinterliegenden Dammschüttung zu erzielen. Auf der , Dammkrone hat die Verkleidungsmauer eine Verbreiterung, die als Gründung für die 1 m hohe, 0,50 m starke Brüstungsmauer dient.

Unmittelbar hinter der Verkleidungsmauer ist auf eine wagerecht gemessene Breite von 3 m eine sogenannte Kalkmilchdichtung eingebracht. Dieselbe besteht aus dem ander Baustelle vorhandenen, ausgesucht besten lehmig-sandigen Material mit einzelnen Steinen bis zur Faustgröße, welches in dünnen Lagen aufgebracht, sodann mit Kalkmilch begossen und gestampft wurde. Man erhielt so eine dichte, sehr widerstandsfähige Schüttung, die namentlich auch den Vorteil bietet, daß sie das Eindringen von Maulwürfen, Mäusen usw. in den Dammkörper, deren Gänge und Höhlungen Veranlassung zu Durchsickerungen geben können, nahezu unmöglich macht. Auf diese Dichtungsschicht folgt sodann der eigentliche Dammkern mit einer Breite von 1 m in der Krone und nach beiden Seiten mit Böschungen von 1:1, bestehend in einer in dünnen Lagen gestampften Dammschüttung aus ebenfalls ausgesuchtem lehmigen Sand, in den eine mäßige Anzahl Steine eingestampft werden durfte. Hinter der Krone legt sich an die Talseite eine Steinschüttung aus großen Steinen, deren Zwischenräume mit Sand und kleineren Steinen ausgefüllt sind. Die ganze Dammkrone und die talseitigen Böschungen und Bermen wurden mit einem im Mittel 0,50 m starken Trockenpflaster aus Granitsteinen in unregelmäßigem Verband abgepflastert, so daß der ganze Staudamm mit einem

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Abb. 164 U. 165. Querschnitt der Staudämme von Grüssau (Schlesien).

Mantel von Steinen umgeben ist, um bei einem etwaigen Überspülen dem Wasser nirgends eine Gelegenheit zu Abschwemmungen zu bieten. Diese Vorsicht wurde bei der entfernten, im Winter oft unzugänglichen Lage des Bauwerkes für erforderlich gehalten, obwohl eine Überstauung des Dammes mit Rücksicht auf die reichliche Bemessung der Überlaufweite nahezu ausgeschlossen ist.

Bei der Dammschüttung wurden die beiden an die Talhänge anschließenden Flanken höher getrieben und das Mittelstück von Gerüsten aus durch Abstürzen des Materials geschüttet. Hierbei mußten die Querhölzer und Verstrebungen der Gerüste mit dem Höherkommen der Dammschüttung nach und nach herausgezogen und durch vorläufige Sprieße ersetzt werden. Alle Schüttungen, sowie das Feststampfen erfolgten stets in wagerechten Lagen, niemals in geneigten Schichten. Für die Kalkmilchdichtung wurde das Material in Lagen von 10 cm lose aufgebracht, sodann mit der Gießkanne die dünnflüssige Kalkmilch aufgegossen und hierauf nochmals eine dünne Schicht Material

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aufgestreut, um das Ankleben des Kalkbreies an den Stampfern zu verhindern. Das Verhältnis des ♦ hierzu verwendeten hydraulischen Kalkes betrug zwischen 15 und 20 Liter Kalkpulver auf 1 cbm gestampfter fertiger Dammschüttung oder 9,4 bis 12,5 kg für das Kubikmeter. Bei feuchtem Wetter und nach starken Regengüssen mußte der Kalk in Pulverform aufgestreut werden und man stampfte dann in die Schicht kleinere Steine mit ein, um zu verhindern, daß das Material unter dem Stampfer elastisch in die Höhe getrieben werde. Zum Stampfen wurden gußeiserne, etwa 20 kg schwere, mit abgerundetem Kopfe versehene Stampfer benutzt und es verminderte sich hierbei die ursprüngliche Schichtenhöhe etwa auf die Hälfte.

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Abb. 166- Lageplau des Zacken- und Herischdorfer Stauweihers hei Warmhrunn in Schlesien. Ungef. Maßstah 1:500U0.

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Der eigentliche Dammkern (ohne Kalkmilchdichtung) wurde in gleicher Weise in wagerechten Lagen von 20 cm gestampft, und hierbei je nach der Witterung durch Zugießen von Wasser angefeuchtet. Die Zusammensetzung der Dammerde war durchschnittlich so, da 13 sich in 1 Liter Boden 0,79 Liter Sand und 0,21 Liter Lehm befanden. Es ist hierbei allerdings zu berücksichtigen, daß die Dammschüttung nur stützender Teil ist, während die Abdichtung von der Blendmauer erzielt wird. Im ganzen enthält die Dammschüttung rund 20000 cbm. Das Kubikmeter kostete auf den ganzen Damm (Kalkmilchdichtung, gestampfte Dammschüttung und Steinschüttung) verteilt 1,65 Mark. Bei der Anschüttung des Dammes wurde ein voraussichtliches späteres Setzen in Berücksichtigung gezogen und daher die Schüttung in der Mitte um 0,50 m höher ausgeführt¹).

Eine andere Bauweise, die sich grundsätzlich der französischen anschließt, ist neuerdings bei den schlesischen kleinen Hochwasserverwallungen zur Ausführung gelangt, u. a. bei Grüssau, am Zackenweiher u. a. a. 0. (s. Tabelle 6).

Die Stauweiher von Grüssau (Abb. 164 u. 165)⁷). Im Tale der Zider (Bobergebiet) sind bei Grüssau zwei flache Staubecken von 0,52 und 0,42 Mill. cbm derart übereinander angeordnet, daß der Stauspiegel des unteren Beckens beim Füllen bis an den Fuß des oberen Dammes heranreicht. Diese Teilung ist erfolgt, um eine zu große Stauhöhe zu vermeiden, die sich bei Anlage nur eines Dammes ergeben hätte. Das Gesamtniederschlagsgebiet beträgt 57,7 qkm. Die Talmulden sind durch Ver-wallungen von 457 und 250 m Länge abgesperrt. Für die Hochwasserentlastung sind 1,4 m unter Dammkrone 53,4 und 81,5 m lange gemauerte seitliche Überläufe und zur Abführung gewöhnlicher Hochfluten in Geländehöhe Durchlässe von 2,9 und 3,6 qm Querschnitt mit Abpflasterungen oberhalb und unterhalb vorgesehen. Die Dammhöhen sind etwa 4 m und 4,80 m. Die Gesamtkosten beider Becken sind zu 400000 Mark oder 0,425 Mark für 1 cbm Stauraum veranschlagt.

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Abb. 167. Querschnitt des Zackenstauweiherdammes.

Beide Stauweiher gelangten im Jahre 1905 zur Ausführung. Der Schüttboden der Dämme wurde dem Gelände der Becken entnommen, dessen Untergrund lehmig und kiesig, zum Teil moorig ist. Der Lehm und Sand sind miteinander künstlich durchgemengt. An einigen Stellen, wo Moorflächen bei der Dammschüttung gekreuzt wurden, ist der Moorboden bis auf den darunter liegenden schneeweisen feinen Sand entfernt. Eigenartig ist die Abdichtung der wasserseitigen, in der Neigung 1:3 hergestellten Böschung durch eine Tonlage mit Humusiiberdeckung. Die Herstellung der Tonabdichtung geschah in der Weise, daß nach einiger Ablagerung des geschütteten Dammkörpers der Ton durch eine Arbeitergruppe roh eingebracht wurde, während ein zweiter Trupp unter Anfeuchtung den Ton stampfte und in der Oberfläche dicht ebnete. Dann wurde die Humusdecke aufgebracht. Es kann nicht verkannt werden, daß auf diese Weise in der Begrenzungsfläche zwischen Tondecke und Humus eine glatte Ebene geschaffen wird, und die Erfahrung wird lehren müssen, ob hier etwa unter dem Einflüsse des gestauten Beckens Rutschungen der Humusdecke eintreten können.

Die Tondecke ist dort, wo der Untergrund nicht genügend dicht erschien, in Form einer Herdmauer nach der Tiefe fortgesetzt, bis auf den als undurchlässig erachteten Boden. Bei dieser Ausführung fand zum großen Teil Frauenarbeit Verwendung, die für diesen Zweck ebenso gut aber wesentlich billiger als die Männerarbeit sein soll.

Lageplan und Querschnitt des in entsprechender Weise hergestellten Zackenstauweiher-Dammes geben Abb. 166 u. 167 wieder. Die größte Dammhöhe ist etwa 10 m.

ß) Abdichtung durch einen inneren Kern.

Der Dammkörper besteht hier aus einem abdichtenden Teil (dem Kern) und aus zwei stutzenden Teilen. Der Damm wird somit in drei Teile zerlegt; der abdichtende mittlere Teil wird teils in Ton, teils massiv hergestellt.

Dämme mit Tonkern (engl. Bauweise). Die Stärke des Tonkernes beträgt gemeinhin 1,5—4 m an der Dammkrone, und es tritt nach unten hin eine Verbreiterung in der Neigung 1:12 bis 1: 24 ein. Die geringste Sohlenstärke des Kernes wird etwa auf y₃ der Dammhöhe bemessen. Der Kern wird bis in die wasserdichten Schichten des Untergrundes geführt. Bisweilen ruht der Ton auf einem Betonkernunterbau. Zu beiden Seiten wird gute Dammerde angebracht; die äußeren Böschungen sind an der Wasserseite etwa 1:3, an der Luftseite 1: 2. Ausführungen dieser Art kommen in England bis zu 30 m Höhe vor. Ein Beispiel dieser Bauart ist der Damm von Bradford (Abb. 168).

In Deutschland sind die ältesten Staudämme im Harz zu finden. Sie sind

zum Teil schon im Mittelalter entstanden und als Schüttung mit Kern ausgeführt. Diese Harzer Dämme haben eine Höhe bis 15 m. Der Gesamtstauraum der Harzer Becken

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Abb. 169. Querschnitt der Staudämme im Harz.

beträgt etwa 10 Mili. cbm. Der größte ist der Oder-Teich (erbaut um da« Jahr 1720} mit 1,7 Mill. cbm Inhalt. Die Abb. 169 gibt in grundsätzlicher Darstellung den Querschnitt dieser Harzer Dämme. Es sind zwei Hauptteile vorhanden:

1.    ein Kern aus Dammerde oder Rasen als abdichtender Teil, und

2.    ein stützender Teil aus Gerolle.

Bisweilen findet sich eine beiderseitige Anschüttung des Kernes. Die Wasserentnahme liegt bei diesen Dämmen meist an der Wasserseite und geschieht mittels eines Schachtes.

Die Dämme mit innerem Tonkern haben in neuerer Zeit wieder Aufnahme gefunden hei den schon oben erwähnten schlesischen Staubecken für den Hochwasserschutz. Es ist in dieser Weise u. a. ausgeführt der Stauweiher von Herischdorf hei Warmbrunn.

Der im Jahre 1904 fertiggestellte flache Stauweiher von Herischdorf im Haidewasser (Bober) hat ein Aufnahmevermögen von 4 Mill. cbm und hat in erster Linie den Zweck, den Badeort Warmbrunn und die Stadt Hirschberg vor Hochwasser zu schützen (Abb. 166). Das Niederschlagsgebiet ist 92 qkm groß. Der Stauweiher ist gebildet durch eine rd. 1500 m lange Verwallung und einen 57 m langen, in den Damm eingebauten massiven Überfall. Der Damm ist aus einem 1 bis 2 m starken Tonkern mit beiderseitiger Erdschüttung hergestellt Abb. 170. Die Kronenbreite beträgt 4 m, die Höhe über Gelände bis 8,4m; die Böschungen sind 1:4 (wasserseitig) und 1:2. Der Schüttboden ist aus der Grundfläche des Beckens entnommen, dessen Untergrund Lehm und Kies ist. Vor der Schüttung sind diese beiden Stoffe miteinander vermengt worden. Die Böschungen sind mit Graswuchs bedeckt. Bei der gemischten Anordnung von Erdschüttung mit eingebautem massivem Überlauf ist die Anschlußstelle von Schüttung und Mauerwerk von besonderer Wichtigkeit. Es muß hier die Sorgfalt darauf hingehen, daß das Erdreich durch den Wasserdruck gegen das Mauerwerk gedrückt wird.

Die bisherigen Anschwellungen des Haidewassers nach Fertigstellnng des Stauweihers sind so hoch gewesen, daß die 1,84 m hohe Durchflußöffnung ein wenig überdeckt wurde. Dabei will man, nach den dem Unterzeichneten an Ort und Stelle gewordenen Mitteilungen, beobachtet haben, daß bei kleineren Hochfluten alles von oben herabkommende Wasser durch die Öffnung des Staudammes hindurchgeht und eine zurückhaltende Wirkung nicht zur Geltung kommt. Die für einen Hochwasserschutz bei Eintreten von Fluten, wie die vom Jahre 1897 eingerichteten Öffnungen sollen darnach den Weiher bei kleineren Fluten wirkungslos machen.

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Abb. 170. Querschnitt des Staudammes hei Herischdorf in Schlesien.

Eine Abdichtung des tieferen Untergrundes — nicht des Dammes selbst — mittels eines Tonkernes ist am Stauweiher von Friedberg erfolgt. Dieser Kern ist unter der Mitte des Dammes durch eine etwa 2 m starke Sand- und Kiesschicht bis auf den Fels (Gneis) hinabgeführt. Es dürfte zweckmäßiger gewesen sein — in Anbetracht des stark durchlässigen Untergrundes — den Tonkern an den Fuß der Böschung an die Wasserseite zu legen, um einem Aufweichen der Erdschüttung am oberen Teile durch Unterdrück vorzubeugen. Im übrigen ist an diesem Damm keine besondere Abdichtung angeordnet, obwohl die Stauhöhe rund 13 m beträgt.

Der Staudamm bei Straschin-Prangschin (Westpreußen, erbaut 1908/09) ist eine Bauweise mit sehr massigem Kern (Abb. 171). Der Kern besteht aus Geschiebemergel mit großem Tongehalt und hat am Dammfuß eine Breite von 24 m und 0,5 m über dem höchsten Wasserstande eine Breite von 2.5 m erhalten, während die volle Krone 5,0 m und die Sohle 80 m mißt bei einer Dammhöhe von 18 m. Der Untergrund ist blangrauer, tonhaltiger Geschiebemergel. Die den Kern umhüllende Schüttung besteht aus standfähigem Boden. Der abdichtende Kern ist bis ant den gewachsenen Geschiebemergel hinunter geführt und an der Wasserseite noch durch eine 2 m tief in den Mergel eingerammte Spundwand gesichert. Die Böschungen des Dammes wurden wasserseitig im unteren Drittel (1 : 2) durch Steinschüttung, oben (1 : l«/s) mit 30 cm starken Granitpflaster befestigt. Die luftseitigen Böschungen sind mit Rasen auf Humusschicht versehen¹)- Der Fassungsraum des Beckens beträgt 3,4 Mill. cbm.

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Dämme mit Kern aus Mauerwerk, Beton, Holz oder Eisen.

Die Dämme mit innerem massiven Kern werden als amerikanische Bauweise

bezeichnet, und sicher ist, daß man diese Ausführungen hier viel findet und die amerikanischen Ingenieure ihr eine große Zuneigung entgegenbringen. Das Vorhandensein von Felsuntergrund oder mindestens eines festen und dichten Untergrundes ist bei dieser Bauweise Vorbedingung und der Kern wird bis auf diese Gründungssohle hinuntergeführt.

Die amerikanischen Ingenieure konstruieren den inneren Mauerkern nicht als standsicher für den ganzen Wasserdruck, sondern nur für die Dichtigkeit, um den Wasserabzug abzuhalten, wenn man das erstere vielleicht auch theoretisch verlangen sollte. Versuche durch Absenkung von Kohren haben dort zwar gezeigt, daß die innere Dammseite gegen das Becken hin stets wasserdurchtränkt ist. Der Wasserstand steht meist am Kern um einiges niedriger als im Becken. Ähnliche Beobachtungen machte der Verfasser beim Solinger Staudamm. Ungeachtet dessen stehen diese leichten Mauern.

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Abb. 171. Quereinschnitt des Staudammes bei Straschin-Prangschin. 1:750.

Wegmann spricht seine Ansicht dahin aus, daß entweder der Kern niemals in wesentlichem Maße dem Wasserdruck aus dem Becken ausgesetzt sei, oder die gutgestampfte Erde, die ihm an der Unterseite (Luftseite) vorgelagert ist, den Kern befähigt, dem Druck zu widerstehen.

Die obere Stärke des Kernes wird bei amerikanischen Ausführungen auf etwa 0,75—2,00 m bemessen; die Seitenwände werden über Gelände geböscht angelegt-und fallen unterhalb senkrecht ab. Die Stärke in Geländehöhe wird gleich Ye V7 der Stauhöhe gemacht; die Überlaufhöhe legt man 1,50—7,50 m unter Kronenhöhe¹). Das letztere Maß erscheint außerordentlich groß, wird aber bei geräumigen Becken gewählt, um ein Überströmen der Krone mit Sicherheit zu vermeiden.

Oft aber werden nur Spundwände — eiserne oder hölzerne bis in die undurchlässigen Schichten geführt, z. B. ist dies geschehen bei dem kleinen Staudamm, der oberhalb der großen Sperre von Mauer (Schlesien) errichtet wurde, um das Bachwasser während der Bauzeit seitlich in einen Stollen abzuleiten. Auch einige Beispiele aus Amerika sind bekannt.

l) Eng. Record, Juli 1904.

Es empfiehlt sich, den Kern beiderseitig, zum mindesten aber an der Wasserseite mit einem Verputz zu versehen, um eine bessere Abdichtung gegen durchziehendes Sickerwasser zu erreichen.

Die Amerikaner bauen oft Talsperren nach einem gemischten System: teils als gemauerte Talsperre, teils als Erddamm mit Mauer- oder Betonkern, und zwar in der Teilung der Längsrichtung nach. Ein älteres Beispiel hierfür ist der Titicusdamm, der

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Abb. 172. Lageplan der Talsperre von Jersey City.

Teil auch ausgeführt wurde eine solche ge-

Damm von Otay u. a. m. Geplant und zum mischte Bauweise bei der neuen Croton-Talsperre für die Wasserversorgung von Neuyork.

man im Laufe der Bauausführung von dem

Wegen später auftretender Bedenken kam Verfahren ah. Der schon teilweise errichtete Staudamm mit Betonkern wurde wieder abgebrochen und durch ein massives Bauwerk ersetzt¹). Zu erwähnen sind an dieser Stelle auch die kleinen schlesischen Schutzdämme, die im wesentlichen als Erddamm geschüttet sind, aber in der Mitte ein gemauertes Stück haben, das als Überlauf ausgehildet ist. Es wird darüber später näheres mitgeteilt (§ 42).

Die Talsperre des neuen Wasserwerkes von

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Jersey City möge diese Bauweise veranschaulichen.

Das Sammelbecken hat einen Stauinhalt von 33 Mill. cbm und soll zunächst 145000 cbm Brauchwasser am Tag, in Zukunft bis zu 318000 cbm liefern.

Das Wasser wird der Stadt in natürlichem Gefälle auf eine Entfernung von 37 km teils in gemauertem Kanal, teils in Rohrleitungen zugeführt. Das Niederschlagsgebiet ist 312 qkm groß. Die mittlere jährliche Regenmenge beträgt 1140 mm, die niedrigste 890 mm mit einer geringsten Jahresabflußmenge von 180 Mill. cbm. Das Becken von 364 ha Wasserfläche bei voller Füllung wird abgesperrt durch eine Mauer von 940 m Länge und 33 m größter Höhe am östlichen Ende (Abb. 172 u. 173), und einen Erddamm mit Betonkern von 1100 m Länge als südlichen Abschluß. Dieser letztere Damm war nötig, um das Übertreten des Wassers in ein anderes Niederschlagsgebiet zu verhindern. Die Hauptsperrmauer enthält etwa 183000 cbm Mauerwerk und ist auf festen Fels (Sandstein der Triasformation) gegründet. Der Baustein ist eine Art Granit. Unter der Mauer nahe der Wasserseite ist ein Mauereingriff in den Fels von 3 bis 6 m Tiefe und etwa 3 m Breite vorhanden. Die größte Beanspruchung des Felsens beträgt 9 kg/qcm an der Luftseite bei gefülltem Becken und 10 kg/qcm an der Wasserseite bei leerem Becken. An den beiden Enden geht die Mauer in Erdschüttungen mit Betonkern über.

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Abb. 173. Querschnitte der Talsperre von Jersey City. 1:750.

i) Eng. News 1904, S. 574.

Dieser Erddamm hat einen Kern aus Zementbeton von 1,40 m Stärke erhalten. Die Gesamtkronenbreite beträgt 3,6 m; die Böschungen sind in 1:2 angelegt. Der Damm ist 9 m hoch. Der Beton ist sehr naß hergestellt und mit Steinen von verschiedener Größe, die sorgfältig gewaschen und, wenn nötig, mit Stahlbürsten gereinigt wurden, durchsetzt. Der Beton ist zwischen kräftiger Holzschalung eingebracht, wobei der Abstand der Wände durch eiserne Querbänder und Holzsteifen gesichert wurde (Abb. 174). Die eisernen Bänder sind einbetoniert und ein wenig unter der Außenfläche abgemeißelt. Dieses Verfahren wird als schnell und sparsam bezeichnet. Der Beton wurde zu ebener Erde angefahren und durch Krane in die Verschalung gehoben (Abb. 175). Die Betonbereitung geschieht in Amerika viel unter Benutzung der Schwerkraft. Die Materialen werden mittels Kran ca 7 bis 8 m auf eine Arbeitsbühne gehoben und in einer Betonmischmaschine, die durch Schwerkraft arbeitet, gemischt. So kommt der Beton in Geländehöhe — Arbeitshöhe — fertig an. Von hier geschieht die Fortbewegung nach der Verwendungsstelle mittels Kran. Durch diesen — in regelrechter Folge

aneinanderschließenden maschinellen Betrieb wird der Bedarf an menschlichen Arbeits-

kräften auf ein geringstes Maß zurückgeführt. Die Mischbühne und der Kran werden so eingerichtet, daß sie leicht von Ort zu Ort auf Gleisen verschiebbar sind, wodurch der Arbeitsvorgang noch weiter vereinfacht wird.

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Abb. 174. Herstellung des Betonkerns am Staudamm von Jersey City.

Abb. 175. Kranbetrieb bei Herstellung des Betonkerns für den Staudamm von Jersey City.

In Deutschland ist die erste Ausführung eines Staudammes mit Betonkern zur Absperrung des Vorbeckens für das Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen unter der Leitung des Verfassers in den Jahren 1900/01 erfolgt¹).

Das Vorbecken (Abb. 13) wird abgesperrt durch einen Damm am Zusammenlauf von drei Tälern, die bei ihrer Vereinigung eine enge Einschnürung zeigen. Die Wassertiefe bei gefülltem Becken beträgt 8,5 m. Bei angestautem Hauptbecken, dessen höchster Wasserspiegel -f- 147,0 NN. ist, liegt der Damm beiderseitig im Wasser, auf der Oberseite 1,35 auf der Unterseite 2,35 m daraus hervorragend. Der Damm (Abb. 176) besteht aus einem massiven Kern mit beiderseitiger Erdschüttung. Der Kern ist in Beton hergestellt und greift in der Sohle wie an den beiderseitigen Berghängen in den festen Fels ein. Seine Stärke beträgt in der Kronenhöhe 1 m ; in der durchschnittlichen Gründungssohle (-j- 136) 2 m. Der Damm ist nach einem Halbmesser von 50 m gekrümmt. Der Betonkern ist als Gewölbe wirkend allein imstande, den gesamten Wasserdruck aufzunehmen, wobei die Druckbeanspruchungen des Baustoffes innerhalb zulässiger Grenzen bleiben (s. S. 277). Das Mischungsverhältnis des Betons ist: 1 Rtl. Zement, V2 Rtl. Fettkalkbrei, V2 Rtl. Traß, 4 Rtl. Rheinsand, 8 Rtl. Kleinschlag. Die Außenflächen des Betonkerns sind mit einem glatten und dichten Verputz von 15 mm Stärke versehen, der die Zusammensetzung hat: 1 Rt. Zement, 1 Rt. Kalk, 3 Rt. feiner Sand.

Q Näheres Zeitschr. für Bauwesen 1904. S. 295.

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Abb. 176. Staudamm mit Betonkern des Solinger Yorbecken.

Der Kern wird in seiner Standfestigkeit durch die beiderseitige Erdschüttung unterstützt, wodurch der Damm die Kronenbreite von 3 m erhält. Die obere Böschung hat die Neigung 1:2¹/₂, die untere talseitige 1:2. Die Schüttung besteht aus Lehm und Letten in seinem inneren Teile; in den äußeren Lagen des Dammes ist geröllhaltiger Lehm verwendet. An der Oberwasserseite ist die Böschung mit Steinstücken abgedeckt, während die Krone und die dem Hauptbecken zugewandte Seite abgepflastert sind, um ein Abschälen der unteren Dammböschung zu verhindern, vrenn aus

irgendwelchen ungünstigen Zufällen etwa eine Verstopfung des Überlaufs und ein Überströmen des Dammes stattfinden sollte. Die Abpflasterung besteht aus 25 cm starken Bruchsteinen, die auf der Geröllunterlage unmittelbar aufgesetzt und durch Auszwickung zu einer festen Steindecke verspannt sind. Der Überlauf am rechten Hange hat 8 m Breite. Nach der Formel

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y2g = 4,43 und h = 1 m berechnet sich die Wassermenge, welche über denselben Mfóuństein, zum Abfluß gelangen kann, zu 18 cbm/sec., MmÈÈfPcinst. während für das etwa 9 qkm Niederschlags-gebiet des Vorbeckens nach allen bis-herigen Erfahrungen die größte sekundliche Abflußmenge 9 bis 10 cbra/sek. betragen dürfte. Die Sohle der Kaskade, deren Absätze der natürlichen Fels- und Geländelage angepaßt sind, besteht aus Beton, die Seitenwandungen aus Bruchsteinmauerwerk. Der Überlauf ist überdeckt durch eine 3 m breite Brücke mit Bohlenbelag auf eisernen I-Trägern.

Innerhalb der Dammschüttung liegen zwei Sammelf und Ausgleichbrunnen, welche einen inneren Durchmesser von 2,50 m haben; sie sind auf Fels gegründet und in ihrem unteren Teile aus Bruchsteinmauerwerk, in ihrem oberen Aufbau in Ziegelmauerwerk hergestellt (Abb. 177). Der Unterbau ist außen und innen mit einem Zement-Traßverputz überzogen. Die Dacheindeckung ist Schiefer auf Schwemmsteinkappen zwischen eisernen Trägern. Oberlichte lassen das Licht einfallen. Die eichenen Türen dieser Brunnen sind an den Anschlägen durch Gummieinlagen gegen das Eindringen von kleinen Tieren abgedichtet. Im Brunnen c kommen die sämtlichen Rohrleitungen aus dem Vorbecken zusammen, die hier durch Schieber abgeschlossen werden können. Die Schieber werden durch Rundeisengestänge und Handrad von der Fußbodenhöhe + 149 aus bedient. Zur Entnahme des in dem Brunnen b sich sammelnden Wassers, welches seine Reinigung im Sandfilter erfahren hat, ist ein Ausziehrohr angeordnet. Dieses ist zwischen drei Schwimmern so aufgehängt, daß über seinen Rand eine bestimmte Wassermenge in das Rohr hineinfließen und durch die an dasselbe anschließende Rohrleitung fortgeführt werden kann. Diese Vorrichtung war notwendig, da der Wasserspiegel im Becken und somit im Brunnen je nach dem Zufluß und der Entnahme Schwankungen unterliegt, sodaß die Wasserentnahme in beliebiger Höhe möglich sein muß. Die Bedienung des Ausziehrohres erfolgt durch eine Handwinde; durch Einstellen des Randes hat man es in der Hand, die Abflußmenge zu beschränken, um die Filteranlage nicht zu überlasten. Die leichte Beweglichkeit ist durch obere und untere an jedem Schwimmer angebrachte Rollenführung mit Kehlung erreicht; die Rollen

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laufen auf I-förmigen Führungsschienen. Der Auftrieb der Schwimmer ist so eingerichtet, daß sie bei voller Belastung durch das Gewicht des Ausziehrohres, Winde und Eigengewicht und einen Bedienungsmann 25 cm aus dem Wasser ragen. Sämtliche Eisenteile sind verzinkt. Die Abdichtung geschieht durch eine Einlage von Leder (Abb. 178).

Da es erwünscht schien, eine Entleerung des Brunnens b, in welchen das vom Filter herkommende Rohr mündet, unabhängig vom Brunnen c herbeiführen zu können, so wurde hier ein Heberrohr von 15 cm Durchmesser eingebaut, welches den Betonkern in der Höhe + 148 durchquert und in der unteren Dammböschung etwa D/2 m unter der Erde weitergeführt wird zu einem abgepflasterten Graben, welcher in den unteren Teil der Kaskade ausmündet. Die Rieselwiesen oberhalb des Vorbeckens liegen wesentlich höher als die Dammkrone. Es könnte also, wenn der Abfluß aus Brunnen e unterbrochen wird, ohne daß gleichzeitig die Schieber der Zuleitungen aus den Rieselwiesen geschlossen werden, im Brunnen c eine Stauung eintreten. Aus diesem Grunde ist im Brunnen c zur Entlastung ein stets offenes Überlaufrohr von 35 cm 1. W. eingebaut worden.

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Abb. 178. Abdichtung des Ausziehrohres im Entnahmebrunnen des Solinger Staudammes. 1:2.

Für die vollständige Entleerung des Vorbeckens nach dem Hauptsammelbecken hin, ist eine besondere Rohrleitung von 350 mm Weite durch den Damm hindurchgelegt und mit einem Schieberschacht d von gleicher Bauart wie die beiden anderen Brunnen versehen (Abb. 176). Während jedoch die letzteren Brunnen für sich stehen, lehnt sich der Brunnen d an den Betonkern. Da es von weitgehender Bedeutung ist, die Möglichkeit der Entleerung zu sichern, so ist der Lagerung dieses Rohres erhöhte Sorgfalt zugewendet. Es ist zur Vermeidung schädlicher Sackungen auf Betonbögen gelegt, die ihre Stütze in Betonpfeilern auf Felsgrund finden. Die vollständige Entleerung des Beckens durch dieses Rohr, dessen Sohle am Einlauf auf 4- 139,5 liegt, würde nur bei diesem und niedrigeren Wasserständen im Hauptbecken erfolgen können. Um das Unterwasserfilter unabhängig vom Wasserstande im Hauptbecken trocken legen zu können, ist vom Brunnen b eine 35 cm weite Rohrleitung nach Brunnen e eingebaut worden. Brunneneinlauf und Rohrsohle liegen auf 4- 142 N.N., während die Filtersohle an der tiefsten Stelle auf -j- 142,5 liegt. Der Ablauf des Beckens bis zu dieser Höhe geschieht durch das 35 cm weite Zuleitungsrohr aus Brunnens nach dem Pumpwerk, welches nächst unterhalb der Hauptsperrmauer einen Schieber mit Anlaß erhalten hat.

¹

Le Génie Civil 1908. Nr. 24 u. 25.

Einige vergleichende Betrachtungen über gemauerte und geschüttete Dämme siehe auch Fecht, »Über die Anlage von Stauweihern in den Vogesen« Zeitschr. f. Bauwesen 1899, ferner Eng. Record Dez. 1905. Schuyler a. a. O. S. 422.

²

   Design and Constructions of Dams. Y. Aufl. 1908, S. 50.

³

²)    Zeitschr. f. Bauwesen 1911, S. 575 und Deutsche Bauzeitung 1912, S. 36

⁴

   Engin. Record 1905 I, S. 174.

⁵

²)    Engin. News 7. 3. 1907.

⁶

Eng. News 7. 3. 1907, Schuyler a. a. O. S. 444.

⁷

Die Abb. 164 bis 167, 169 u. 170 sind zum Teil nach der Zeitschr. f. d. gesamte Wasserwirtschaft 1908, zum Teil nach eignen örtlichen Erkundungen des Verfassers hergestellt.

Bauausführung. Bei Aushebung der Fundamentgrube für den Betonkern des Dammes wurde der gesunde und feste Fels im allgemeinen in der planmäßigen Tiefe + 136 N.N. gefunden. Hierbei mußt ein die obere weichere Felslage der Talsohle 70 bis 80 cm und an den mehr verwitterten Hängen bis zu IV2 m eingearbeitet werden. Der Sengbach wurde über der Baugrube durch ein hölzernes Gerinne von 1 m Höhe und Breite überführt. Die Felsarbeiten stießen nicht auf Schwierigkeiten; jedoch erlitt die Fertigstellung der Baugrube dadurch eine zeitweilige Störung, daß in der Nähe des Sengbachbettes sich ein Spalt von 1,50 bis 2 m Breite quer durch die Baugrube zog. Dieser Spalt war mit Lette und Gerolle ausgefüllt. Um auf den festen Fels zu gelangen, wurde dieser engen Kluft nachgearbeitet, wobei eine schwierige Arbeit durch vermehrte Wasserhaltung entstand. Nachdem es fast den Anschein gehabt hatte, als ob der Spalt sich bis in unerreichbare Tiefe fortsetzen würde, gelang es, den Fels in der Höhe 4- 131 N.N., also 5 m unter der übrigen Bausohle zu finden (Abb. 179).

Die Betonierung des Betonkernes begann in dem tiefen Schacht, und wurde in einem Zuge bis zur Ordinate 4- 136 N.N. hochgefürt. Nachdem genügende Erhärtung eingetreten war, wurde in der ganzen Länge der Baugrube eine Abgleichung der Felslage eingebracht. Diese bildete die Unterlage für die nunmehr querschnittmäßige Ausbetonierung des Kerns, welche in zwei Staffeln erfolgte. Die untere Staffel schnitt etwa mit der Ordinate + 141,5 ab, hatte also eine größte Höhe von 5,5 m, die zweite eine solche von 7,5 m. Die Holzeinschalung zwischen lotrechten Stielen, deren unverrückbare Stellung durch absteifende Verstrebungen gesichert wurde, wurde nach dem Halbmesser von 50 m kreisförmig aufgestellt, indem zwischen den 5 m entfernten Stützen durch die Schalbretter die Bogenform eingehalten wurde. Der Beton wurde in einer am linken Hange aufgebauten Betonmischanlage

maschinenmäßig zubereitet und auf Feldbahngleisen am Betonkern entlang verfahren, wobei die Gleise außerhalb der Baugrube lagen. Solange sich die Arbeitshöhe unterhalb des Geländes befand, war das Gleis auf den Rand der Baugrube verlegt. Später wurde es durch eine Auskragung der Verschalung getragen (Abb. 180). An der Verwendungsstelle wurde der Beton zunächst auf eine Bretterbühne geschüttet und dann mittels einzelnen Wurfes in die Verschalung befördert, wobei die größte Wurfhöhe 3 bis 3,5 m betrug. Das Umkippen der ganzen Wagen in die Verschalung hinein war nicht angängig, weil bei der erheblichen Höhe eine Sonderung des Mörtels und der Steine eintrat. Der Beton wurde in wagerechten Lagen von rund 20 cm verstampft. Ergab es sich durch die Ausführung als unvermeidlich, daß an einzelnen Stellen die wagerechten Lagen abgebrochen werden mußten, so

geschah dies in Abtreppungen, die später soweit auf-

_ gehackt wurden, bis der obere an solchen Abstufungen

oft poröse Beton beseitigt und eine geschlossene Lagerung erreicht war. Bei dem Wechsel der Einschalung der unteren und oberen Staffel hatte der untere Beton etwa vier Wochen gelegen. Um ein gutes Eingreifen der neuen Anstampfung an die alte Lage zu erzielen, wurde die Oberfläche zunächst gehörig mit Wasser und Stahlbürsten gereinigt und dann mit vier Rillen versehen, welche der Bogenform des Kerns folgten. Überdies ist ein Aufrauhen mit Stahlbürsten vor Aufbringen der neuen Lage stets vorgenommen worden, wenn der Beton mehrere Tage gelegen hatte. Der Verputz des Kerns ist möglichst bald nach der jeweiligen Ausschalung der Bretterverkleidung angebracht. Am Fuß des Kerns haftete er an einzelnen Stellen, die unter Feuchtigkeit zu leiden hatten, schlecht. Hier wurde der Verputz durch Einbringen einer Mischung, wie sie im übrigen zum Beton genommen wurde, aber ohne Schottersteine, ersetzt. Dieser Mörtel legte sich zwischen Betonkern und Fels.

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der Kaskade in ihrem oberen Teile erfolgt war (Abb. 181). Jedoch wurden dieselben auch dann noch durch das Sengbachgerinne, welches in einer Aussparung im Betonkern liegen geblieben war, behindert. Dieses Gerinne konnte zunächst nicht entfernt werden, da das 350 mm weite Entleerungsrohr nicht imstande gewesen wäre, ein etwaiges, größeres Hochwasser des Sengbaches abzuführen, sodaß die Gefahr einer vorzeitigen Anstauung bestanden hätte. Die Beseitigung des Gerinnes erfolgte erst, nachdem im übrigen die Schüttung die Kronenhöhe erreicht hatte. Es wurde für diese Arbeit eine Zeit geringer Wasserführung-des Sengbaches abgewartet, und das Wasser durch das Entleerungsrohr abgeleitet. Darauf geschah die Abmauerung der Öffnung im Betonkern und die Zufüllung des Schlitzes in der Schüttung in wenigen Tagen.

Bei Gewinnung des Schüttbodens zeigte sich, daß die Beschaffung so bedeutender Erdmassen, wie sie der Damm erforderte, im ganzen rund 16400 cbm, im Gebirge Schwierigkeit bereiten kann. Die Täler sind enge, und es steht an Boden nur jene Menge zur Verfügung, die als Verwitterungsprodukt des Gesteins von den Hängen abgeschwemmt und in den Talsohlen, Wiesen bildend, abge-

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Abb. 180. Ausführung des Betonkerns im Solinger Staudamm.

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Abb. 181. Betonkern des Solinger Staudammes.

Beckens nur der Lehm verfügbar. Im übrigen wurde der Schüttboden aus den Tälern, oberhalb der Rieselwiesen, bei etwa 400 m Förderweite herangeholt. Der Bedarf für die untere, dem Hauptbecken zugelegene Dammschüttung wurde zum Teil aus den Wiesen dieses Beckens gedeckt.

Es war zu bemerken, daß sich Lehm mehr in trocknen, Ton mehr in feuchten Lagen vorfand. Wie erklärt sich diese Tatsache? Beide Erdarten haben als Verwitterungsprodukte dieselbe Entstehungsart. Sollte die geringere oder größere Feuchtigkeit, unter der sich die Ablagerung und Lagerung vollzieht, von Einfluß gewesen sein? Der Letten lag stets im Grundwasser, der Lehm über dem Wasserspiegel des Baches. Dieselbe Erscheinung zeigte sich auch bei den Erdarbeiten am Betriebskanal vom Wehr zum Kraftwerk. Dieser durchschnitt auf etwa 200 m eine Wiese, die zwar über dem Wupperwasserspiegel lag, aber infolge eines an der Wupper sich hinziehenden Rückens Vorflut nicht hatte und stets stark naß war. Auch hier war der blaue Letten vorhanden, während in der Nähe an höheren trockneren Stellen Lehm lagerte. Man möchte hieraus schließen, daß die Verwitterung der felsigen Hänge, welche mit dem Regenwasser in unendlich kleinen Teilchen herabrieselt, sich in trockner Lage als Lehm niederschlägt, während in der Grundwasserfeuchtigkeit eine Umsetzung in Letten stattfindet.

Die für die Dammkrone und die untere Böschung vorgesehene Abpflasterung wurde zunächst als Steinabdeckung aufgebracht, indem die Steine gleichmäßig über die ganze Fläche ausgebreitet wurden. Nachdem eine genügende Austrocknung des Dammes erfolgt war und angenommen werden konnte, daß die Setzungen beendet waren, wurde die Pflasterung ausgeführt, und zwar über dem Betonkern hinweg, sodaß dieser ganz eingehüllt und dadurch dem unmittelbaren Einfluß der Witterung und Temperatur entzogen ist. — Anfang Mai 1901 waren sämtliche Arbeiten des Staudammes beendet. Der ungewöhnlich trockene Sommer 1901 ermöglichte die Stauung des Beckens nicht, da der natürliche Zufluß der Bäche in dieser Zeit für die Wasserversorgung der Stadt Solingen bereits benutzt wurde. Dies war für den Damm insofern sehr günstig, als derselbe nun hinreichende Zeit zum Lagern und Festwerden in sich fand. Als aber Mitte September stärkere Niederschläge eintraten, wurde mit der Füllung begonnen. Das Wasser zeigte anfangs eine grünliche Farbe, die sich jedoch später verlor. Am 7. Oktober 1901 lief die Kaskade zum ersten Male über. Das gefüllte Becken im Eisstand des Winters 1901/02 zeigt Abb. 182.

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Abb. 182. Das Solinger Yorbecken.

Ein Beispiel für eine Ausführung in der Schweiz bietet der Staudamm des Elektrizitätswerkes Luzern-Engelberg.

Das Werk hat einen kleinen Sammelweiher von 70000 cbm Fassungsraum für den Tagesausgleich der Kraftwassermengen. Die größte Wassertiefe beträgt 3,50 m.^ Die Dammkrone liegt 0,50 m über dem höchsten Wasserstand. Das Becken ist zu ³/₄ im gewachsenen Boden hergestellt. Auf der untern Seite wurde die Lehmschicht erreicht; der übrige Teil liegt noch im Kies. Die Abdichtung des Weihers, soweit sie nicht von der Moräne der Straßenböschung gebildet wird, besteht aus einem besonderen Dammkörper, der vom untern Anschluß an die Straßenböschungen längs der Aa bis hinauf zum Wehr geführt ist. Sein Kern wird von einer armierten Betonmauer gebildet, an die sich zu beiden Seiten Lehmschläge anlehnen Abb. 183). Diese künstliche Abdichtung ist auf die darunter liegende natürliche Lehmschicht abgesetzt. Der übrige Teil des Dammes, sowie der kleine Damm auf der obern Seite, wurden schichtenweise aus gewöhnlichem Erdmaterial aufgefüllt und eingestampft. Auf der Seite gegen die Aa ist ein 10 m langer Üb erlauf eingebaut, der gestattet, den Wasserspiegel des Sammelweihers auf der richtigen Höhe zu halten.

21

Handtuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Von älteren amerikanischen Ausführungen von Staudämmen mit Betonkern seien erwähnt der Titicus-Damm an einem Nebenfluß des Croton und im Zusammenhang mit der Talsperre für die Wasserversorgung von Neuyork errichtet. Das Bauwerk ist zusammengesetzt aus einer gemauerten Sperre und einer Dammschüttung mit Kern. Die Dämme sind etwa 300 m lang.

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Abb. 183. Querschnitt durch den Staudamm des Elektrizitätswerkes Luzern-Engelberg.

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Bei einem amerikanischen Staudamm ist die innere Abdichtung durch eine Blechwand gebildet. Es ist dies der Otay-Damin in Kalifornien, der ein Becken von 11 Mill. cbm abschließt. Die Eisenplatte besteht aus Streifen von 1,5 und 2,50 m Höhe. Die Vernietung der Platten erfolgte an Ort und Stelle. Die Niete haben 16 mm Durchmesser und stehen im Allgemeinen in Entfernungen von 75 mm. Die Platten sind verstemmt und kalfatert und mit doppeltem Anstrich aus heißem Asphalt versehen. Die Blechwand ist beiderseits mit einer Betonbekleidung geschützt, die zwischen Verschalung eingebracht wurde. Der Fuß der Blechwand ist eingemauert in einen großen Klotz aus Bruchsteinmauerwerk, der bis auf den gesunden Fels als Gründungssohle hinabreicht. Die Schüttung auf beiden Seiten der Wand besteht aus Felstrümmern. Die Wasserentnahme erfolgt durch Stollen im Hange¹'.

c) Die neuere amerikanische Bauweise der Staudämme mittels Einschlämmung (hydraulic fill method) und mittels Geröllschüttung (»rock fill«

Dämme).

Die Schaffung großer Stauräume für neuzeitliche Wasserversorgungsanlagen und Bewässerungszwecke hat in Mexiko auf den Ausbau von Staudämmen von ungewöhnlicher Höhe gedrängt. Noch vor kurzem hielt man Dämme von mehr als 20 bis 25 m Höhe für nicht zweckmäßig, selbst bei Vorhandensein ausgezeichneter Dammerde und bei vorzüglicher Abdichtung des Schüttbodens mittels Walzens. Neuerdings hat man aber u. a. für die Kraft- und Lichtversorgung in Mexiko Dämme von 52 bis 57 m Höhe erbaut. Man hat solche Stauhöhen für zulässig erachtet bei Anwendung einer eigenartigen Bauweise, genannt »hydraulic fill method«, und bei entsprechender Gestaltung des Dammquerschnittes.

Wenn die Dammhöhe 30 m und mehr erreicht, führt die gewöhnliche Schüttmethode zu außerordentlichen Kosten. Man muß dann nach einer Bauweise suchen, die sowohl nach ihrer Verteilung der verschiedenen Materialien im Querschnitt und ihrer Geschlossenheit die Wasserdichtigkeit sichert, Sackungen vermeidet und der Forderung, größte Massen in den Dammkörper schnell und billig einzubringen, genügt.

Man geht bei der Querschnittsgestaltung dieser Dämme von folgender theoretischer Überlegung aus: Das innere Drittel des Dammes soll aus undurchlässigem Material bestehen, einem Schüttboden, der durch Nässung und natürliche Sackung sich zu einer Masse verdichtet, die für Wasser undurchdringlich ist und ständig in einer feuchten halbplastischen Beschaffenheit verbleibt. Die äußere Hälfte jedes der beiden

0 Eng. Rec. 27. 6. 1896. Zentralbl. d. Bauverwaltung. 1898 S. 256.

anderen Drittel soll ein grobes, durchlässiges, locker gelagertes Material sein, das dem Wasser aus dem Damminneren freien Abzug gewährt. Die innere Hälfte dieses äußeren Drittels besteht aus einer Mischung von groben und feinen Stoffen — eine halb durchlässige Schüttung, die gleichsam nach der Art eines Filters das Entweichen der feinen Teilchen des inneren Dammes verhindert, aber doch zu gleicher Zeit den langsamen Durchzug von Wasser gestattet. Dabei muß der Damm auf einer undurchlässigen Gründungssohle stehen und eine wasserdichte Verbindung mit dem Felsen oder der Klai-lage des Untergrundes bilden. Der Querschnitt ergibt sich darnach etwa, wie ihn Abb. 185 darstellt.

Beim Bau beruht die ganze Arbeit auf der Tätigkeit des Wassers und der Vorgang vollzieht sich etwa in folgender Weise:

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Abb. 184. Loslösung der Erde mittels Wasserstrahl und Förderung derSchütterde durch Spülung in Rohrleitungen hei Staudamm-Ausführungen in Amerika (Lake Frances-Damm in Kalifornien).

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An der hochgelegenen Entnahmestelle des Bodens erfolgt seine Lösung mittels kräftigen Wasserstrahls (Abb. 184). Der Strahl tritt mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 60 m/Sek. aus dem Schlauche und wird gegen den Berghang gerichtet. Dadurch wird jegliche Bodenart mit Ausnahme von Fels gelöst, und selbst dieser gibt nach, etwas verwittert ist. Die so gelösten Erd- und Geröllmassen werden mit dem Wasser in Gräben oder Rohrleitungen nach der Baustelle des Dammes geschlämmt und dort je nach ihrer gröberen oder feineren Beschaffenheit innerhalb des Querschnittes durch Zweigleitungen verteilt. Das erforderliche Spülwasser mußte bei einigen Bauausführungen künstlich gehoben werden. Dieses Verfahren ist bereits mehrfach mit Erfolg angewandt.

Eines der wesentlichsten Erfordernisse des Einschlämmungsverfahrens ist, daß genügend Spülwasser mit ausreichendem Druck und Gefälle nach der Baustelle vorhanden ist. Das Wasser enthält erfahrungsgemäß, je nach der Schnelligkeit der Strömung 32—38 v. H. an erdigen Bestandteilen. Bei dem Bau des Lake Frances-Dammes (Kalifornien) wurde festgestellt, daß von der festen Masse an der Entnahmestelle 82,6 v. H. in die Dammschüttung gelangten; der Rest ging bei dem Schlämmverfahren verloren.

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Als das beste Material gilt ein Gemenge von Kies, Sand und Gerolle, gemischt mit etwa 25    35 v. H. Klai. Kunde Stücke rollen besser als kantige, und der Ton wirkt gleich

sam als Schmiermittel, um die Fortschwemmung der schweren Stücke zu erleichtern.

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Abb. 185. Querschnitt des Dammes Nr. 2 am Necaxa-Fluß.

Am ungünstigsten verhält sich in der Schüttung reiner Ton, da er nicht eher standfest wird, als bis das Wasser herausgesickert ist, und dies geschieht sehr langsam. Die Sackung ist überdies stärker wie bei anderem Schiittmaterial. Nach fester Ablagerung jedoch hat sich der Ton als vorzüglich erwiesen.

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Abb. 186. Art der Verteilung der gespülten Erde mittels Rohrleitungen heim Bau des Dammes Nr. 1 am Tenango-Fluß (Mexiko).

Nach den mit dem Einschlämmungsverfahren gewonnenen Erfahrungen haben amerikanische Ingenieure keine Bedenken, Dämme bis 75 und 90 m Höhe zu erbauen. Dies kann nach ihrer Ansicht mit mäßigen Kosten geschehen, wenn geeigneter Schüttboden vorhanden und günstig gelegen ist. Die geringen Herstellungskosten, die Schnelligkeit der Bauausführung und die größere Standsicherheit werden dabei besonders

gerühmt gegenüber der gewöhnlichen Herstellungsart von Dämmen. Man hält dieses Verfahren für die Bauweise der Zukunft bei hohen Erddämmen¹).

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Abb. 187. Querschnitt des Waialua-Dammes.

Ein bemerkenswertes Beispiel dieser Bauweise bilden die Unternehmungen der mexikanischen Licht- und Kraftgesellschaft, die 4 Dämme am Necaxa-undTenangofluß errichtet hat, von denen, wie schon bemerkt, 2 Dämme 52 bezw. 57 m hoch sind. Es soll damit eine Wasserkraft gewonnen werden, die nach den Städten Mexiko und Pnebla und den Bergwerksbezirken von Pa-chuca und El Oro fern geleitet wird. Der Dammquerschnitt ist in Abb. 185 zur Darstellung gebracht. Die Kronenlänge beträgt 370 m; der Fassungsraum des Beckens ist 45 Mill. cbm groß ; der Kauminhalt des Dammes rund 1,53 Mill. cbm.

Dei Fels an den Stellen, an denen diese hohen Dämme errichtet sind, ist vulkanischen Ursprungs und erschien nicht zuverlässig genug als Bausohle für eine Sperrmauer. Aus diesem Grunde wurde entschieden, Erddämme nach dem Einschlämmungsverfahren zu erbauen. Der Untergrund wurde zunächst geieinigt und von Baum- und Strauchwuchs befreit. Ein Gerüst, um das Gerinne zu tragen, wurde aufgeiichtet und niedrige Erddämme an dem obern und untern Böschungsfuß errichtet, um das Einschlämmungswasser zusammen zu halten (Abb. 186). Das Schüttmaterial wurde dann geschlämmt, indem die Rohrleitungen das Gerolle und den Kies nach den Außenseiten, die feineren Stoffe in das Damminnere spülten. Die Seitendämme wurden anfgehöht in dem Maße, als der Damm anwuchs. Das Wasser floß über ihre Krone in das Becken. Für die Kraftwasserentnahme sind im Damme besondere fi eistehende Schächte angeordnet. Der Znleitungsgraben für die beiden Einschlämmungen war 17,5 km lang. Ei vermochte 2 cbm Wasser sekundlich abzuführen. Die Höhe der Bodenentnahmestelle Uber der Dammsohle betrag 220 m.

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Nach einer Mitteilung im Engineer (1909, II, S. 101) ist der zweite Necaxa-Damm im Mai 1909 durchgebrochen. Dies geschah als der Damm 40 m hoch geführt war. Die eingeschlämmte Erde durchbrach die Steinschüttung auf der Wasserseite auf etwa 120 m Länge und floß in das Staubecken. Es scheint, daß der Steinwall dem Druck der wassergesättigten lehmigen Erde nicht gewachsen war. Man beabsichtigt, den Damm im wesentlichen in gleicher Bauweise wieder herzustellen. Nur soll die Steinschüttung etwas kräftiger gestaltet werden und dem Lehm sollen Steine beigemengt werden²).

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Abb. 188. Querschnitt des Escondido-Dammes.

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Einige dieser Dämme haben eine innere künstliche Dichtungswand, wie z. B.: der Waialua-Damm, dessen Querschnitt Abb. 187 zeigt. Der Betonkern ist bis zu 12 m tief unter Gelände hinabgeführt und greift nähernd ebensoviel in die seitlichen Hänge

ein; die Breite beträgt 1.50 m. Der Damm ist 140 m lang und 7,50 m in der Krone breit; die Gesamtkronenlänge ist 174 m. Die Felspackung ist als Trockenmauerwerk von Hand hergestellt. Die innere Holzwand besteht aus doppelten 5 cm starken Planken, wagerecht gelegt und verstärkt durch 10 bis 15 cm starke Stiele in 60 cm Abstand. Die Wand ist mit einer doppelten Lage asphaltierter Leinewand zwischen den beiden Bohlenwänden abgedichtet. Das Spülwasser brachte die Schlammerde auf 600 m Entfernung, von einer Stelle, die 15 m höher lag als der Damm.

Weiteres über diese Bauweise s. Eng. Record 10. 11. 1900. Proceedings of the American Society of Civil Engineers. Okt. 1906, ferner: s. E. Wegmann »The Design and Construction of Dams«

V. Aufl. 1908, S. 240 und Schuyler, Reservoirs for Irrigation, Water Power and Domestic Water-Supply II. Aufl. 1908 S. 85. Eng. Record 4. Juli 190S, 3. April 1909.

Dämme ans Geröllschüttung (»rockfill-Dämme«). Unter den in neuerer Zeit in Amerika aufgekommenen »rockfill-Dämmen« wird eine Schüttung verstanden, die im Inneren aus lose hingeworfenen Felsstücken besteht, während die Außenwände aus

einer sorgfältigen Trockenpackung hergestellt sind. Die Abdichtung an der Wasserseite erfolgt durch eine Brett- oder Betonlage oder durch Erdschüttung, die von Hand eingebracht oder eingeschlämmt wird. Die Billigkeit dieser Bauweise tritt besonders in abgelegenen bergigen Bezirken hervor, wohin die Förderung von Zement und anderen Bindemitteln kostspielig sein würde. Diese Dämme werden zwar meist nicht ganz dicht, aber doch ausreichend dicht für die Zwecke der Bewässerung u. a. m., derart, daß durch die Wasser Sickerung kein Schaden entstehen kann. Im allgemeinen soll sich dort, wo Zement oder andere Bindestotfe zu einem annehmbaren Preise gekauft werden können, die gemauerte Bauart billiger stellen als ein »rock-fill-Damm«. Auch die Erddämme sollen unter gewöhnlichen Verhältnissen billiger sein, so daß man annehmen muß, daß diese Bauweise nur unter besonders geeigneten örtlichen Bedingungen in Betracht kommt.

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Abb. 190. Querschnitt des Pecos-Tal-Dammes.

Von den in Amerika ausgeführten Dämmen dieser Art seien erwähnt:

1.    Der Escondido-Damm, Californien, 23 m hoch, 114 m lang. Der Damm (Abb. 188) enthält 28000 cbm Felsschüttung. Es wurden Blöcke bis 4 t Gewicht verwandt. Die Abdichtung ist erfolgt durch zwei Lagen von Brettern, 4 bis 7 cm stark, die auf darunter liegenden Hölzern (¹⁵/i5 cm) befestigt sind. Die Brettlage ist mit Asphalt gestrichen.

2.    Der Walnut Grove-Damm. Arizona, 33 m hoch, 120 m lang in Kronenhöhe (Engineering News 1888).

3.    Der untere Otay-Damm, Californien, 39 m hoch (innere Stahlwand) s. S. 322.

4.    Der Chatsworth-Park-Damm (1895/96), Californien, 12 m hoch, 48 m lang (Abb. 189).

5.    Die Pecos-Tal-Dämme, Neu-Mexiko, 13 bezw. 15 m hoch (Abb. 190) mit Erdanschüttung. Der Damm Nr. 2 ist rund 500 m lang, erbaut 1893, Kosten 715000 Mark.

6.    Der Idaho-Damm, 12 m hoch.

7.    Der Castlewood-Damm, Colorado, (1890) 21 m hoch.

8.    Der Morena-Damm, Californien.

9. Der East-Canyon-Creek-Damm, Utah (1898/99). Der anfänglich 20 m hohe Damm wurde später um 7,5 m erhöht. (Stahlkern) (Eng. News Jan. 1902, Eug. Rec. 1901.)

10. Der Pike-Peak-Damm, Colorado, 21 m hoch. (Eug. News 1903.)

Der Zu ni-Damm in Neumexiko ist für Bewässerungszwecke angelegt und hat eine Länge von 220 m. Er besteht aus Felspackung und Erdanschüttung (Abb. 191). Die Felspackung ist von Hand sorgfältig hergestellt worden. Der Damm hat keinen Kern. Die eingeschlämmte Erde soll ihren Halt zwischen Aufhöhungen von trockener Erde finden, die eigens hergestellt wurden. Die Felspackung ist durch eine Erdlage von 3 m Stärke abgedeckt, um das erdgetränkte Wasser am Eindringen zu verhindern. Der für die Einschlämmung verwandte Boden enthielt 73 v. H. Sand und 27 v. H. Ton. Das Zuführungsgerinne hatte 3 v. H. Gefälle; das erforderliche Spülwasser wurde mittelst Pumpen gehoben. Der Damm ist im Jahre 1906 hergestellt worden.

Die meisten dieser Dämme dienen Bewässerungszwecken. Ihre genaue Beschreibung findet sich, außer an den angegebenen Stellen, bei Wegmann, Design and construction of Dams, Y. Aufl. 1908 S. 266, Schuyler, Reservois for Irrigation, II. Auflage und Teil IY des Jahres-Ber. (1896/97) des United States Geological Survey.

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Abb. 191. Querschnitt des Zuni-Dammes.

§ 35. Vergleichende Betrachtungen über die verschiedenen Bauweisen von Staudämmen. Die Streitfrage über die zweckmäßigste Bauweise von Staudämmen; ob in reiner Erdschüttung, mit einer abdichtenden Abdeckung an der Wasserseite, oder mit Ton- oder massivem Kern, ist eine alte. Es gibt Ingenieure, die der Anwendung von hohen schmalen Mauerkörpern in der Erdschüttung durchaus abraten, und andere, die ihre Bedenken gegen die wasserseitige Blendmauer der französischen Bauweise oder den Tonkern stark in den Vordergrund rücken. Bis zu einem gewissen Grade trennen sich diese Ansichten nach Völkergruppen. Und es scheint fast, daß dabei die Gewohnheit und das Hängen an alt Überkommenem nicht unwesentlich mitspricht. Bemerkenswert ist jedenfalls, daß die einzelnen Länder an der ihnen eigentümlichen Bauweise mit großer Zähigkeit festhalten, und es mag darum nicht uninteressant sein, die Ansichten der verschiedenen Ingenieure des Auslandes kennen zu lernen. Deutschland steht hinsichtlich dieser Ausführungen noch wesentlich zurück und ist — entsprechend dem erst in den letzten Jahrzehnten zu größerer Bedeutung gelangten Talsperrenbau — noch mit wenigen dieser Ausführungen vertreten.

Zugunsten der französischen Bauweise heben französische Ingenieure u. a. Jac-quinot ungefähr das folgende hervor³);

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Es wird in erster Linie betont, daß diese Erddämme außerordentlich gut gestampft werden. Man hat seit einigen Jahren in Frankreich, namentlich seit der Benutzung besonderer Motorwalzen, große Fortschritte im Dichten von Erddämmen gemacht. Die stampfende Erde wird sehr sorgfältig ausgesucht und nicht selten aus weiter, sogar sehr weiter Entfernung von der zu bauenden Sperre herbeigeholt. Auf diese Weise erhält man vollständig undurchlässige Erddämme, und erfahrungsmäßig finden Durchsickerungen in der dem Staubecken abgewandten Böschung nie statt, vielmehr bleibt sie stets völlig trocken. Die durch Motorwalzen erlangte Zusammenpressuug ist darnach eine erheblich größere als diejenige, welche durch das gesamte Gewicht des Dammes

und des Wassers im Becken entsteht. Bei einem 12 m hohen Erddamm konnte selbst anderthalb Jahre nach vollendeter Schüttung und nach der Inbetriebnahme nur ein Sacken von kaum 7 cm festgestellt werden.

Während das heutige Streben in Deutschland hauptsächlich darauf gerichtet ist, die Bauart der Sperrmauern zu verbessern, gibt man in Frankreich den Erddämmen den Vorzug, weil sie weniger kostspielig sind, besonders aber, weil sie sich am besten in gutem Stande erhalten lassen. Dank einer sorgfältigen Wahl der Dammerde sowie Dank der guten Zusammenpressung mit Motorwalzen glückt es in der Tat, der Erdschüttung unserer Dämme ein Gewicht zu verleihen, das Uber 2000 kg für 1 cbm beträgt, also dem des Mauerwerkes ziemlich nahe kommt. Mit derartigen Erdschüttungen darf man unbedenklich verhältnismäßig sehr hohe Erddämme bauen.

Da man dem Gesamtkörper der Erddämme in Frankreich eine vollständige Wasserdichtigkeit zutraut, liegt es nun nur noch daran, jedes mögliche Durchquellen am Dammfuße durch die Gründungssohle hindurch zu verhindern. Daher greifen die Schildmauern bis auf die tiefen, vollständig undurchdringlichen Felsschichten ein. Sie werden an ihrem Unterteil im guten gesunden Fels mit einem die Grube gänzlich ausfüllenden Grundmauerwerk versehen (maçonnés à pleine fouille); dagegen wird die Baugrube in ihrem oberen Teil derart erweitert, daß sie für den Durchgang der Walzen zur Stampfung der Erdschüttung zwischen Mauerwerk und Boden hinreichenden freien Raum bietet.

Bei der französischen Anordnung haben die beiden keilförmigen, unter dem Damm unterhalb der Schildmauer angelegten Einschlitzungen den Zweck, die Begrenzungsfläche an der Dammsohle zu unterbrechen. Wie schon vorher erörtert wurde, neigen die Begrenzungsflächen dazu, das Wasser durchzulassen. Wenn nun aber die Durchsickerungen auf diese Weise ihren Weg nach einer gebrochenen Linie suchen müssen, so nehmen sie an Bedeutung ab, und man darf wohl erwarten, daß diese Fugen bald zugeschlämmt werden, wie dies amerikanische Ingenieure angeben. Tatsächlich geschieht es auch, wie französische Ingenieure nach einer langjährigen Erfahrung behaupten.

Auf die Risse, die sich wohl in dem Schutzmantel aus gestampftem Beton an den Böschungen bilden, wird Rücksicht genommen. Man bereitet sogar die Fugen vor, nach welchen die Risse dann entstehen, ebenso wie man dies in Deutschland zu tun pflegt. Die Zahl der Risse vermehrt sich ja nicht fortdauernd, sondern erreicht nach etwa zwei Jahren ihr höchstes Maß. Wie für die Zahl der Risse gilt dies auch für ihre Breite. Unter die offengelassenen Fugen wird eiue dünne, schmale Platte von Mörtel gebracht, der so beschaffen ist, daß er das einsickernde Wasser durchläßt, den aufgelösten Erdstoffen aber den Weg versperrt. Hierdurch wird das Wasser, welches die Risse durchfließt, daran verhindert, die Böschungserde unter den einzelnen Betonplatten, die von den offengelassenen Fugen begrenzt werden, aufzuweichen und fort-zuspülen. Der gesamte Schutzmantel aus Beton der wasserseitigen Böschung schmiegt sich fest an den Erdkörper. Da um die offen gelassenen Fugen eine — freilich nur unbedeutende — Drehung der Betonplatten erfolgen kann, so setzen sich diese Platten bei den Sackungen des Erddammes, die übrigens kaum merklich sind, in demselben Maße mit. Folglich kann ein hohler Raum unter ihnen unmöglich vorhanden sein.

Es werden diese Ausführungen zutreffen, wenn sich die Stampfarbeit der Erde in so vorzüglicher Weise, wie dargestellt, vollzieht. Ob dies in der praktischen Ausführung immer der Fall ist, sei dahingestellt. Nach den Sackungen, die am Solinger Staudamm eingetreten sind, müßte ein Reißen einer bald aufgebrachten Decke aus Beton oder Mauerwerk an der Wasserseite sicherlich eingetreten sein. Anders mag es

sein, wenn es möglich ist, die abdichtende Lage etwa nach Jahresfrist und nach Überwinterung aufzubringen. Das wird aber selten möglich sein. In unserer schnell schallenden Zeit hat man nicht immer so viel Spielraum, um die Dämme gründlich ablagern zu lassen. Und man geht darum vielleicht in der Annahme nicht fehl, daß die schnelle Fertigstellung für die Inbetriebnahme die Amerikaner zu dem massiven Kern hingelenkt hat. Dieser gleiche Gesichtspunkt war auch in Solingen maßgebend, um eine industriereiche Stadt so schnell als möglich der Wassernot zu entheben. Wenn man in einem solchen Falle einen Mauerkern anwendet, den Steinschutz auf die Dämme zunächst als Steinschüttung, die beweglich ist und den Sackungen nachgibt, aufbringt, so gelangt man unter günstigen Umständen in einem Sommer zur Stauung. Die Abpflasterung kann dann erfolgen, wenn das Erdreich zur Ruhe gelangt ist.

Gegen den inneren massiven Kern in Dämmen werden von vielen Ingenieuren, im besonderen auch von französischer Seite folgende Einwendungen erhoben⁴).

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Ein Damm mit Mauerkern bestehe aus drei Teilen, aus den beiderseitigen Erdschüttungen, die der Sackung unterworfen sind, und aus dem Kern, der sich nicht setzt. Die Einheitlichkeit des Dammkörpers sei somit aufgehoben. Der Kern werde der Beobachtung entzogen. Die Teile werden sich an der Grenze von Erde und Mauerwerk voneinander lösen und die gegenseitige Verschiebung infolge der Sackung müsse die Dichtigkeit der Schüttung vermindern. Es könnten sich leicht Wasserwege in der Erde etwa nach abc und elf g (Abb. 192) bilden.

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Abb. 192. Vergleichende Dammquerschnitte.

Dadurch werde der Wasserdruck bis an den Kern herangebracht, der zu schwach sei, um dem zu widerstehen; er werde sich überneigen und von der Felssohle nach Fuge Im trennen, vielleicht auch bilde sich ein wagrechter Riß, z. B. nach hk. Die Fugen cl und md zwischen Erdreich und Mauerwerk würden die Verbindung zu den Wasseradern ab cl mdfg, vielleicht auch über chkd herstellen. Ebenso sei der Wasserweg über rlm denkbar. Die Sackungen des Erdreiches werden zudem vermutlich ungleiche Drücke der beiderseitigen Schüttungen erzeugen, so daß auch Risse in der Längsrichtung des Dammes entstehen würden, die schließlich zur Zerstörung und zum Umsturz des Kernes führen müßten. Alle diese Nachteile vermeide die kleine französische Herdmauer und die gleichmäßige Dammschüttung im vollen Querschnitt.

Es mag in dieser Hinsicht zu einem nicht uninteressanten Vergleich dienen, wenn in Abb. 193 die Dammquerschnitte des Solinger Staudammes und eines Dammes von gleicher Stauhöhe nach französischer Bauweise zusammengestellt sind.

Das sind die grundsätzlichen Einwände gegen die Bauart mit Mauerkern. Einige mehr an Äußerlichkeiten anknüpfende Einwürfe sollen später kurz erörtert werden. Der bedeutsamste Einspruch — der überdies vielfach gegen den Kern erhoben wird — ist, daß er die Einheitlichkeit des Bauwerkes beseitige. Man hat aus diesem Grunde die

1906 S. 504.

Forderung gestellt, der Mauerkern solle so stark gemacht werden, daß er imstande ist, den ganzen Wasserdruck allein aufzunehmen (u. a. Fecht, Zeitschr. f. Bauw. 1889). Dies Bedenken liegt nahe; aus ihm folgern alle übrigen Befürchtungen für die Standfestigkeit und Dichtigkeit. Wie steht es nun mit dieser Einheitlichkeit? Es ist kein Zweifel, daß Sackungen der Erdschüttung neben dem Kern erfolgen. Dieser Vorgang vollzog sich auch am Solinger Damm während des Baues und in der ersten Zeit der Anstauung des oberen Beckens. Aber es konnte hierbei nicht beobachtet werden, daß zwischen Erde und Betonkern eine klaffende Fuge entstanden wäre, die den Zusammenhang des Bauwerkes gestört und die Übertragung der äußeren Lasten verhindert hätte. Die Erde glitt dicht anschließend an der glatten Putzfläche hinab. Die Erklärung hierfür wird darin zu suchen sein, daß der Erddruck die absackenden Massen beiderseitig gegen den Kern preßt, und seine kleine Abböschung (26:1) begünstigt diesen Zusammenschluß.    Die Belastung durch den Wasserdruck wirkt in gleichem Sinne.

Es findet also eine Kohäsion der Bestandteile des Bauwerkes nach dem Gesetz der Schwere statt und wenn ein Absacken des Erdreiches erfolgt, so muß dies in einem unmittelbaren Gleiten von Erde auf Mauerwerk erfolgen, ohne daß die Druckübertragung gestört wird. Eine solche Abböschung des Kernes ist also empfehlenswert. Diese Auffassung wird auch von amerikanischen Ingenieuren geteilt, indem sie meinen, daß durch eine passende Abböschung des Kernes das Sacken der Schüttungen zur Herbeiführung einer größeren Geschlossenheit in der Berührungslinie von Erde und Mauerwerk ausgenutzt werden könne¹).

Wenn aber gefolgert werden darf, daß der Damm mit dem Mauerkern ein geschlossenes Ganzes bildet, so wird er gegenüber äußeren Einflüssen auch als ein einheitlicher Körper, wie jeder reine Erddamm oder ein solcher mit Tonkern wirken, da er im wesentlichen nach den gleichen Gesichtspunkten entworfen ist wie diese letzteren. Eine Durchfeuchtung der dem Staubecken zugewandten Seite tritt allerdings ein, wie in jedem Erddamm. Dies ist um so mehr der Fall, je größer der Wasserdruck ist. Es bilden sich Adern und Quellungen, und unsere Stromdeiche lassen dies erkennen, selbst bei nur einige Wochen anhaltendem Außenwasserstand. Diese Durchlässigkeit (Schwitzwasser) zeigen selbst die uralten, gut abgelagerten und aus bestem Schüttboden hergestellten Deiche z. B. an der unteren Weichsel. Wieviel mehr muß dies aber stattfinden bei Staudämmen, die meist schnell hergestellt und eiligst in Betrieb genommen werden, um die Wasserstauung zu nutzen und die dann dauernd vom Wasser bespült werden. Jeder aufgeweichte Damm büßt aber, wie bekannt, sehr an seiner Widerstandsfähigkeit ein. Bei guter Dammerde wird diese Aufsaugung sich im Inneren nur in Form einer Annetzung zeigen, die nicht zur Entwicklung des hydrostatischen Druckes führt. Nimmt man doch auch bei Berechnung z. B. von Schleusenböden an, daß nur etwa y₂ bis y₄ des äußeren Wasserdruckes als Auftrieb wirksam wird. In undurchlässigem Boden — in Solingen Ton und Lehm, in den Außenlagen geröllhaltiger Lehm — wird wie im Mauerwerk die Spannung nach dem Inneren auf Null herahgehen. In den kapillaren Adern entwickelt sich nicht jener Druck wie in Rohrleitungen. Der Wasserdruck lastet somit senkrecht zur äußeren Böschung, wie in Abb. 193 durch Pfeil angedeutet ist, und erreicht nicht unmittelbar mit seiner ganzen Stärke den Mauerkern. Die Durchfeuchtung wird insofern die Standfestigkeit sogar günstig beeinflussen, als sie das Gewicht der Erde vermehrt, ein Umstand, der auch bei den gemauerten Talsperren mitspricht. Überdies

*) Embankments with concrète or puddle core walls. The Engineering Kecord vom 9. Juli 1904.

ist am Solinger Staudamm, der nach einem Halbmesser von 50 m gekrümmt ist, der Betonkern als Gewölbe wirkend imstande, allein den vollen Wasserdruck aufzunehmen (s. S. 277). Wo angängig wird man daher einen Staudamm mit massivem Kern bogenförmig bauen.

Der Kern des Solinger Staudammes ist mit 1 bis iy₂ m Eingrifftiefe in festen und undurchlässigen Fels gegründet. Jacquinot hält dies nicht für ausreichend und weist darauf hin, daß man in Frankreich 5 m, ja bis 15 m hinabgeht. Die Eingrifftiefe hängt im Einzelfalle naturgemäß von der Beschaffenheit der Gesteinschichten ab. An der großen Solinger Talsperre ist man, dem Erfordernis unbedingt sorgfältiger Gründung Rechnung tragend, durch verwitterte Felsschichten teilweise 7 bis 9 m tief bis auf den gesunden Fels hinabgegangen. Am Staudamm lag der gute Fels höher und ein tieferes Einarbeiten hätte zwecklose Kosten verursacht. Gegen die Befestigung der oberen Böschung, die im übrigen als eine sehr sparsame anerkannt wird, ist die Befürchtung geäußert, daß der Wellenschlag des gestauten Beckens den Lehm unter dem Steinbewurf auflösen könnte und so eine langsame, aber sichere Zerstörung herbeiführen werde. Ein solcher Angriff des Wellenschlages, der sich in Trübungen des Wassers am Rande der Böschung hätte äußerlich kenntlich machen müssen, ist bisher nicht eingetreten. Der Dammschutz hat sich als ausreichend erwiesen.

Der Solinger Staudamm steht nunmehr seit Jahren im Betriebe mit wechselnden Stauungen, wobei das Becken zeitweise ganz entleert wurde. Das Bauwerk hat in diesen Jahren und bis in die neueste Zeit hinein keine irgendwie nachteiligen Erscheinungen hinsichtlich der Standfestigkeit oder Dichte zu erkennen gegeben. Und man wird gelten lassen müssen, daß Ergebnisse des Betriebes größere Bedeutung haben als auf Mutmaßung beruhende Befürchtungen.

Neben der erhöhten Standsicherheit in bogenförmigen Staudämmen ist ein Vorzug des Mauerkernes, daß er Wasseradern, wenn solche etwa auftreten sollten, abschneidet und den Maulwürfen, Mäusen und anderen Tieren die gefahrbringende Durchbohrung des Erdreiches verwehrt. Bei gleichmäßiger Schüttung und Stampfung von beiden Seiten ist nicht zu erwarten, daß sich derart ungleiche Erddrücke entwickeln, die im Kern Risse herbeiführen. Die dem Staubecken abgewandte Seite bleibt somit vollkommen trocken. Allerdings ist ein Mauerkern nur dort am Platze, wo ein felsiger Untergrund vorhanden ist; wo eine solche feste Gründungssohle fehlt, wird man den Tonkern oder reine Dammschüttung vorziehen. Es hat keinen Wert, dem oberen, einer geringeren Beanspruchung ausgesetzten Teile der Sperre eine größere Dichte und Festigkeit zu geben, als sie der erdige Untergrund besitzt. Eine Ausnahme könnte vielleicht nur dann platzgreifen, wenn eine solche Anlage für vorübergehende Zwecke geschaffen werden soll, wie z. B. in Mauer (Schlesien), wo der Staudamm mit Betonkern die Baustelle gegen den Bober abschließt. Wenn hier ein schneller Baubetrieb und alsbald die Inbetriebnahme des Dammes erfolgen soll, so wdrd man bestrebt sein, dem oberen neugeschütteten Teile dieselbe Solidität zuteil werden zu lassen, wie sie der erdige, aber altabgelagerte Untergrund besitzt. Bei reiner Erdschüttung würde dies nicht erreicht werden. Unter solchen seltenen Umständen kann auch ein Mauerkern auf erdigem Untergründe am Platze sein. Nur darf man dann, wenn hier der Betonkern nach einem Bogen erbaut ist, nicht die Gewölbewirkung in Rechnung setzen, da die Widerlager nicht die Festigkeit besitzen wie der Beton.

Eine weitere Notwendigkeit ist, daß der Mauerkern, sei es daß er aus Beton, Bruchstein oder Ziegelmauerwerk besteht, an der Wasserseite mit einem guten abdich-tenden Verputz, der am Fuß eiu Stück über den Fels hiuübergreift, in seiuer ganzen Ausdehnung überzogen wird. Mauerwerk oder Beton ist besonders bei dünnen Wandungen ohne eine solche Putzlage nicht wasserdicht herzustellen. Auch empfiehlt es sich, den Kern in seiner Oberfläche zu überdecken, in der Weise, daß die Dammschüttung etwa um 1 m über seine Krone hinaufgeführt wird. Dadurch wird das Mauerwerk den Witterungs- und Temperatureinflüssen entzogen und vor Beschädigungen geschützt. Seine Bewegungen bei Kälte und Sonnenbestrahlung infolge Ausdehnung und Zusammenziehung werden weniger groß sein. Dieser letztere Umstand ist es, der allgemein gegen die Anwendung von reinen gemauerten Sperren bei kleinen Abmessungen spricht. Die Winterkälte durchdringt die schwache Wandung, und die damit verbundene Zusammenziehung des Materials müßte zu Rissebildung Veranlassung geben. Solche sind selbst bei Kanal- und Hafenmauern beobachtet worden, die dem Temperaturwechsel in viel geringerem Maße ausgesetzt sind, als die freistehenden Sperrmauern. In den Vogesen hat man sich am Stauweiher am Lauchersee veranlaßt gesehen, die in der Krone 4 m, an Schüttung zu versehen, um die Mauer gegen Temperatureinflüsse zu schützen. Der Kern des Solinger Staudammes ist durch eine etwa 35 cm starke Abpflasterung mit Unterbettung umhüllt. Diese Vorsicht pflegen auch die amerikanischen Ingenieure anzuwenden. Man findet die Einhüllung des Mauerwerkes u. a. bei dem 10 m hohen Staudamm der Stadt Holyoke (Mass.), dessen Kern um 1 m mit Erde überdeckt ist. Bei diesem Damm ist auch große Sicherheit für die von Senkungen des Erdreichs unabhängige Lage des Entnahmerohres geschaffen. Es ist durch den ganzen Damm hindurch auf Mauerwerk verlegt, das auf gesundem Fels aufruht. Gleich große Vorsicht ist für das Entleerungsrohr angewandt¹).

der Sohle 20 m starke Mauer luftseitig mit einer Erd-

Es wurde schon oben betont, daß die Amerikaner Freunde des massiven Kerns sind. Deswegen wird es interessieren, die Gründe kennen zu lernen, die sie gegen den Ton-kern ins Feld führen²). Ihre hauptsächlichsten Bedenken richten sich nicht etwa gegen die Undichtigkeiten der Tonkerne an sich, wenn dieser unberührt bleibt, sondern gegen die Gefahr, die durch Bildung von Rissen beim Austrocknen oder Setzen entstehen können. Auch die schon erwähnte Gefahr der Durchlöcherung durch Maulwürfe wird hervorgehoben und die Durchsättigung des Erdreichs oberhalb wird auch bei Tonkerndamm eintreten. Es entsteht nun die Frage, in welchem Falle kann dies gefahrbringender sein, bei Mauer oder Tonkern. Eine allgemeine Regel dafür wird es nicht geben. Vollkommene Freiheit von Rissen wird schließlich in keinem Falle zu erzielen sein. Wenn aber im Tonkern feine Adern entstehen sollten, die dem Wasser Durchfluß geben, so liegt die Gefahr vor, daß sich diese kleinen Öffnungen schnell erweitern. Die Zerstörung des Dammes kann die unmittelbare Folge sein. Hingegen Risse in einem Mauerkern sind stets fein und können sich nicht erweitern. Da sie zackig, enge und nicht gradlinig sind, so werden sie sich mit den durchgeschlämmten Lehmteilchen bald schließen. Sollte aber je durch irgendwelche ungünstigen Zufälle — Verstopfen des Überfalls durch Eis oder auf andere Weise

_ der Wasserspiegel über die vorgesehene Höhe anwachsen, so entsteht die Gefahr der

Überströmung. Diese ist die größte, der ein Erddamm ausgesetzt werden kann. Ein Mauerkern wird dabei eine größere Sicherheit gegen Zerstören gewährleisten. Die Mauer würde nur teilweise beseitigt werden. Es würde nie ein so plötzlicher Bruch entstehen, wie bei einem Erddamm. Der Absturz der Fluten würde sich auf einen mehr

Eng. Record. 190-4, S. 633.

²) Eng. Record vom 20. 8. 1904.

oder minder langen Zeitraum verteilen und durch diesen Umstand würde allein schon viel Unglück verhindert werden. Es bleibt Zeit, Leben und Eigentum in gewissem Grade zu retten. Andererseits erkennt man auch in Amerika an, daß die Verbindung der äußeren Schüttung mit dem Tonkern immerhin eine innigere sein wird, als mit dem Mauerwerk, und daß die mehr gleichmäßige Sackung die Frage einer trennenden Fuge zwischen den beiden Erdarten nicht wohl aufkommen lassen wird.

Hinsichtlich der Kosten wird man beachten müssen, daß Beton zwar teurer als Ton ist, daß aber andererseits auch die Abmessungen bei Beton wesentlich kleiner sein können. Dies ist besonders auch von Einfluß auf die Arbeiten im Grunde. In tiefen Einschnitten wird sich deshalb oft der Beton vorteilhafter zeigen und man kann wohl in Betracht ziehen, die Ausführung unter Gelände in Beton, darüber in Ton zu gestalten. Bisweilen hat man auch die Abdichtung im Untergründe durch eine Spundwand herbeigeführt und darüber den Tonkern aufgebaut. Weiteres über die Kosten s. Abschnitt »Wirtschaftliche Grundlagen

Aus diesen Gründen hat man auch in Amerika in gegebenen Fällen den Tonkern als annehmbar und geldsparend gebilligt, wenn gewisse konstruktive Anordnungen gegenüber der bisher üblichen Bauart getroffen werden. Wo Felsuntergrund vorhanden ist, will man den Tonkern nicht in einem engen Schlitz eingebracht wissen, sondern dieser soll so breit sein wie ein Eisenbahneinschnitt und mit Böschungen angelegt werden. Bei etwaigem Setzen wird dann das Gewicht der oberen Erdschüttung die unteren sackenden Teile zusammendrücken und Risse verhindern. Das Uberströmen des Dammes soll durch Höherlegen der Krone als das gewöhnlich geschieht, und durch eine besondere große Breite des Überlaufs vermieden worden. Die Wasserseite soll durch Steinschüttungen gesichert werden. Es ist an früherer Stelle (s. S. 297) erörtert worden, daß man in neuerer Zeit in Amerika im Verfolg dieser Bestrebungen sogar zu reinen Erddämmen unter bestimmten örtlichen Verhältnissen übergegangen ist.

Für die Beurteilung der statischen Verhältnisse eines Dammes mit Tonkern sei auf die Betrachtungen auf S. 330 hingewiesen. Soll der Tonkern, wie bei der Konstruktion allerdings vorausgesetzt wird, wasserdicht sein, so wird sich hinter demselben der Wasserdruck — in dem ungünstigsten Falle, das die obere Schüttung durchlässig ist — entwickeln und er wird dabei nicht die Standsicherheit besitzen wie ein massiver Kern, besonders dann nicht, wenn er durch die Nässe aufzuweichen beginnt.

Wenn man sich nun die Frage vorlegt, welches von diesen Bausystemen das beste ist, so wird man hierauf keine allgemeine Antwort finden. Man ersieht aus dem Umstande, daß die Bauarten in den verschiedenen Ländern angewandt werden und diese Dämme ihre Standsicherheit praktisch erwiesen haben, daß keine der Bauweisen unmittelbar etwa als schlecht oder gefährlich bezeichnet werden kann, für die der Ingenieur — eine sachgemäße Ausführung vorausgesetzt — nicht die Verantwortung übernehmen könnte. Kleine Vor- und Nachteile sind auf allen Seiten vorhanden, die mehr oder weniger Sorgfalt in den Unterhaltungsarbeiten erfordern, aber immerhin den Bestand des Werkes und den Betrieb nicht gefährden. Daher wird man bei der Wahl die Kostenfrage nicht außer Acht lassen dürfen. Man kann nicht umhin zu folgern, daß die Antwort auf die Streitfrage über die beste Art sich bis zu einem gewissen Grade als Ansichtssache der einzelnen Ingenieure darstellt. Ein englischer Ingenieur schreibt örtlichen Verhältnissen einen großen Einfluß auf den Umstand zu, daß Amerika den Mauerkern, England den Tonkern vorzieht¹). Nach seiner Meinung ist auf festem Untergründe

') Eng. Record, Juli 1904.

der Mauerkern zu wählen, hingegen, wo eine solche Gründungssohle fehlt, der Tonkern vorteilhafter — wenn Ton in der Nähe irgend zu haben ist.

Die französische Abdichtung mittels Mauerlage erscheint als gut, wenn keine Sackungen zu befürchten sind, wo also der seltene Fall vorliegt, daß die Abdeckung einige Jahre später nach voller Ablagerung der Erdschüttung eingebracht werden kann. Wo jene noch eintreten können, kann die Abdichtung an der Wasserseite mittels Tondecke, die nachgiebig ist, in Betracht kommen, derart, daß Damm und Decklage gleichzeitig hergestellt werden. Sicherlich spricht bei der Entscheidung auch der Zweck der Anlage mit. Andere Anforderung stellt der Hochwasserschutz, bei dem die Becken nur zeitweise in Anspruch genommen werden, als eine dauernde Füllung des Weihers. In ersterem Falle wird man sich mit einfacheren Mitteln begnügen können. Als eine übereinstimmende Erscheinung kann man bei den Ingenieuren aller Länder das Bestreben wahrnehmen, bei hohen Erddämmen eine besondere abdichtende Lage im Damm in der einen oder anderen Weise zu schaffen. Als Grenze, von welcher ab diese Abdichtung nötig wird, kann man eine Dammhöhe von 6 m ansehen.

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Der Gatun-Sperrdamm. Proceed. Amer. Soc. Civ. Engin, v. April 1904, S. 1904.

Die Gatun-Talsperre im Panamagebiet. Amer. Soc. Civ. Engin. Proceed. April 1904. Transactions v. Dez.

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Ein Yerzeichnis hoher Erddämme — deren größte Höhe bis 36 m geht (San Leandro, Californien).

Eine eingehende Beschreibung alter und neuer Dämme in Indien, Ceylon, Amerika usw. (Vehar, Yarrow, Druid Lake, Temescal, San Leandro, Pilarcetos und San Andres, Thabeaud, Dämme für die Wasserwerke von Neuyork, Wachusatt usw.) findet sich bei Wegmann, Design and Construction of Dams, Y. AufL, 1908, S. 233 u. f., ferner sei verwiesen auf Schuyler, Reservoirs for Irrigation, Water-Power and Domestic Water Supply, Neuyork, II. Aufl. 1908 (eingehende Darstellung der »hydraulic flll— and rock lill-methodc).

An earth dam with a reinforced concrète core wall, at Dixville, N. H. Yon Dudley. Engin. Record v. 25. 4. 1908, S. 551/52.

Erddamm mit hölzerner Spundwand als Kern. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1909, S. 93 e.

Über Dämme für Bewässerungsanlagen in Amerika. Amer. Soc. Civ. Engin. Transact. Dez. 1911.

Erddamm bei Dallas, Texas, Eng. Record 23. 12. 1911. Über Staudämme der Wasserversorgung von Los Angeles Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 211.

V. Besondere Bauweise der Talsperren.

Nicht ohne gewisse Berechtigung ist gegen die Talsperren der Vorwurf erhoben worden, daß die großen Kosten ihres Baues, die sich aus den bedeutenden Massen des Stützmauer-Querschnittes ergeben, ihren wirtschaftlichen Wert schmälern, z. B. die Preise der gewonnenen Wasserkraft, des Trink- und Bewässerungswassers aus dem Staubecken usw. sehr in die Höhe schrauben. Bei der Urfttalsperre mit Elektrizitätswerk betragen die Kosten der Sperrmauer allein ohne Grunderwerb etwa 35 v. H. der Gesamtbaukosten. Ähnlich ist es bei anderen Anlagen. Es tritt somit die Frage auf, ob es möglich ist, durch entsprechende Formgebung die Massen im Querschnitt wirksamer für die Aufnahme des Wasserdrucks zu verteilen, oder ob durch Anwendung anderer Baustoffe als sie heute üblich sind, z. B. durch Eisen oder Eisenbeton Ersparnisse erzielt werden können. Es gilt also, Bauweisen zu finden, die nicht lediglich durch ihr Gewicht wirken und nur die Druckfestigkeit, sondern auch das Widerstandsvermögen der Baustoffe in anderer Weise z. B. die Zug- und Scherfestigkeit in Anspruch nehmen. Zur Verringerung der Mauermassen des Stützmauerquerschnittes kommen in Betracht:

1.    Die Ausnutzung der Gewölbewirkuug durch im Grundriß bogenförmig gebaute Mauern. Diese Frage ist auf S. 273 ff. behandelt worden.

2.    Auflösung in Bogen und Pfeiler. Diese Bauart führt zur gemeinsamen Ausnützung der Gewölbe- und Stützmauerwirkung.

3.    Eisenkonstruktionen, bei Gliederung in ein tragendes und ein abdichtendes Stab- und Raumsystem.

4.    Die Ausführung in Eisenbeton. Die Baustofifverminderung ergibt sich hier aus der Verwertung der Zugfestigkeit durch Einlegen von Eisenbändern in das Mauerwerk.

§ 36. Aufgelöste Bauweise. Bei der aufgelösten Bauweise müssen hohe Anforderungen an die Wetterbeständigkeit und Festigkeit des Materials in den Bögen und Pfeilern gestellt werden. Die Herstellung des Mauerwerkes bei dieser gegliederten Bauart ist schwieriger als die Massenherstellung im vollen Querschnitt. Die Steine müssen sorgfältig, zum Teil als Werksteine bearbeitet werden. Aus beiden Gründen sind also höhere Einheitskosten zu erwarten, die zum mindesten einen Teil der Ersparnisse an Massen wieder aufheben. Es ist ferner die Frage, ob die verhältnismäßig dünnen Mauerwandungen der zwischengeschalteten stehenden oder geneigten Bögen die Dichtigkeit gegen

Wasserdurchzug aut die Dauer gewährleisten. Die Frosteinflüsse auf wassergesättigte schwache Mauerbögen müssen sehr zur Geltung kommen, und die Bewegungen der Mauern infolge Wärmewechsel und Wasserdruck bringen die Gefahr, daß an der Grenze von Bogen und Mauer, wo ungleiche Massen und ungleiche Beanspruchungen sich berühren, Risse entstehen. Wenn solche Risse in Hochbauten und selbst in Brücken, z. B. an den Kämpfern

keine wesentliche Bedenken haben, so würde bei Talsperren der hohe Druck des Wassers starke Undichtigkeiten veranlassen, Auftrieb erzeugen und zusammen mit der Frostwirkung den dauernden Bestand gefährden. Das gilt sicherlich für unsere gemäßigte Zone, mit ihrem scharfen Temperatur-—— Wechsel; günstiger liegen in dieser Hinsicht die Verhältnisse in warmen Gebietsteilen. Wenn man in Bogentalsperren aus Rücksicht auf den Frost bei uns nicht unter ein gewisses Maß heruntergehen darf (Kronenbreite etwa 4 m), so scheint es, daß auch bei der aufgelösten Bauweise hierauf Rücksicht zu nehmen ist. Man hat in Vorschlag gebracht, für die Dichtigkeit durch einen Eisenmantel an der Wasserseite zu sorgen, so daß Gewölbe und Pfeiler nur den Forderungen der Standsicherheit zu genügen haben würden. Dadurch entstehen naturgemäß weitere Kosten. Solche Platten hat man z. B. : bei der Anlage von Ogden (s. unten) als erhöhten Dichtungsschutz gewählt.

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Abb. 193—196. Talsperre in aufgelöster Bauweise. Abb. 193. Schnitt durch ein Gewölbe.

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Abb. 195. Längsschnitt des Pfeilers.

Falls gegen die dünnen Abmessungen der Bogenform Bedenken bestehen, könnte man einen Querschnitt wählen, der zum Teil als Stützmauer, zum anderen Teil als Gewölbe wirkt, um zunächst über die Bewährung solcher Bauweise mit mäßig vermindertem Querschnitt in unseren Gebirgstälern Erfahrungen zu sammeln. Diese Form scheint jedenfalls mehr als die in Einzelpfeiler und zwischengespannte Bögen aufgelöste Konstruktion geeignet, rauher Witterung zu widerstehen und die Kosten zu vermindern.

Die Berechnung der in Bögen und Pfeiler aufgelösten Talsperren erfolgt derart, daß man die Bögen lediglich als Gewölbe zur Aufnahme des wagerechten Wasserdruckes berechnet, also unter Vernachlässigung des Eigengewichtes und seiner Stützmauerwirkung. Das Gewölbe wird gleichsam als gewichtlos gedacht und nur durch den Wasserdruck belastet. Die Pfeiler werden für den gesamten Wasserdruck als Stützmauern berechnet. Einige Angaben Uber die Berechnung dieser Bauweise im Einzelnen hat Pelletreau Annales des ponts et chaussées 1897 I gemacht, s. auch Zentralbl. der Bauverwaltung 1898, S. 526. Zeitschr. f. Bauwesen 1907 S. 231 und Bl. 36.

Die konstruktive Ausbildung der Stauwerke dieser Art ist noch ganz in der Entwicklung begriffen. Dieser Gedanke ist bisher im allgemeinen nur durch Aufstellung

von Projekten und Kostenermittlungen gefördert worden. Mitteilungen über einige kleinere Bauausführungen s. unten.

Die Abb. 193 bis 196 geben einen von Pelletrean aufgestellten Entwurf wieder. Die Gewölbe und Pfeiler sind in Werkstein gedacht. Die Pfeiler sollen durch senkrechte Bogenstellung versteift werden. Es ergab sich, daß man den geringsten Verbrauch an Mauerwerk für die 30 m hohe Mauer bei Gewölben von 10—15 m Weite erhält. Es entfallen auf 1 laufendes Meter für Gewölbe und Pfeiler als Mittel für 100m Länge rund 200 cbm, einschließlich Versteifungsbögen, Verstärkungspfeiler und Grundbau 316 cbm. Ein gewöhnlicher Querschnitt, bei dem die Drucklinie im mittleren Drittel bleibt, erfordert etwa 330 cbm auf 1 m')- Das Verhältnis ist also 316 : 330, das bedeutet keinen wesentlichen Unterschied. Andererseits aber ist für die aufgelöste Bauweise kostspieligeres Material und teurere Arbeit aufzuwenden, und ein erhöhtes Wagnis muß in den Kauf genommen werden.

Strebepfeiler zur Verstärkung der Mauern zu dem Zwecke, um am Mauerwerk im Massiv zu sparen, sind in Amerika bisher nicht zur Ausführung gelangt. Sie sind aber zur späteren Verstärkung vorhandener Sperrmauern angewandt worden (Gros-Boisdamm, Gorzentedamm).

Ein Entwurf dieser aufgelösten Bauart wurde seiner Zeit bearbeitet für die Sperre von Ogden, Utah (Trans. Am.

Soc. C. E. Dezember 1897). Es wurden geneigte Gewölbe von etwa 10 m Spannweite, die sich gegen 5 m starke Pfeiler stützten, vorgesehen. Die Pfeiler in Beton wurden als gleichschenklig abgestumpfte Dreiecke ausgebildet, die Betongewölbe mit 6,5 mm starken Stahlplatten bekleidet. Die zulässige Druckbeanspruchung im Gewölbe war zu 9 kg/qcm gewählt. Für die Mischung des Betons im Gewölbe und in der Außenseite der Pfeiler war vorgesehen 1 Zement + 2 Sand +

4 Steinschlag, im Übrigen 1:3:5.

Der Beton sollte in Leeren gestampft werden, wobei die Stahlplatten mit als Leeren dienen sollten. Die Platten sollten mit dem Beton durch kurze Bolzen verbunden werden.

Angebote, die seitens der Unternehmer für den Bau abgegeben wurden, erwiesen, daß bei der Ausführung 10—15 v. H. erspart worden wären gegenüber einem Stützmauerquerschnitt; jedoch wurde der Bau nach Wegmann »Design etc. 5. Aufl. 1908« nicht ausgeführt. Die Angabe, daß die Aus-

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Q Zentralbl. d. Bauverwalt. 1898, S. 525.

Handhuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

22

führung erfolgt sei (Zentralblatt der Bauverwaltung 1897 S. 450 und 1898 S. 530; scheint demnach auf Irrtum zu beruhen.

Eine Untersuchung über die Baustoffersparnis bei aufgelöster Bauweise findet sich ferner in Trans. Am. Soc. C. E. Dezember 1902.

Nach dem aufgelösten Querschnitt sind ausgeführt: Die Meer Allum-Sperr e in Indien (Abb. 197 und 198) und die Belublamauer in Neu-Süd-Wales in Australien. Die Meer Allum-Sperre ist etwa um das Jahr 1800 zur Wasserversorgung von Hyderabad errichtet worden. Die Mauer bildet einen großen Bogen von rund 800 m Länge und ist in 21 kleine stehende halbkreisförmige Gewölbe aufgelöst. Die lichten Weiten der Bögen wechseln zwischen 21 m und 44 m. Die größte Stautiefe beträgt 15 m, der Fassungsraum 10 Mill. cbm. An dem einen Ende der Mauer ist ein Überlauf vorhanden, aber zeitweise fließt das Wasser mit geringer Strahldicke von vielleicht 10 cm über die ganze Länge der Krone über¹).

Über die eigenartige Bauweise der Belublasperre mit geneigten Gewölben bei 20 m Stauhöhe s. Schuyler a. a. 0. S. 386 (mit Abb.)

Über die Aufhöhung der Talsperre bei Lennep (Wuppergebiet), die ebenfalls durch Strebepfeiler und senkrechte Bögen erfolgt ist, s. Abschn. »Betrieb der Talsperren«.

§ 37. Eiserne Talsperren. Das Wesen der Eisenkonstruklion in Talsperren bestellt in einer abdichtenden Blechhaut, die durch ein Eisenraumfachwerk gestützt wird, ähnlich wie z. B. bei den Schleusen und Sperrtoren. Gegen die Sicherheit dieser Bauweise ist gewiß nichts einzuwenden, wenn das Bauwerk auf einem festen Felsuntergrund errichtet und Fürsorge getrotfen ist, daß die Anschlüsse der abdichtenden Blechbekleidung an den Untergrund gut sind, so daß eine Unterspülung nicht erfolgen kann. Die Unterhaltung muß, wie dies allgemein die Erfahrung an Eisenkonstruktionen erweist, eine sorgfältige sein, und das Bauwerk muß durch Anstrich und sonstige Ausbesserungen stets in bestem Zustande erhalten werden, um die Widerstandsfähigkeit der stützenden und abdichtenden Konstruktionsglieder nicht durch Rostbildung zu gefährden. Dann spricht ferner die Dauerhaftigkeit mit. Gut gemauerte Talsperren haben praktisch eine unbegrenzte Dauer. Der Bestand der eisernen Konstruktionen ist zeitlich begrenzt²). Daraus ergibt sich, daß bei einem Kostenvergleich der eisernen mit den gemauerten Talsperren nicht lediglich die erstmaligen Herstellungskosten gegenüber gestellt werden dürfen, sondern daß es unerläßlich ist, die Unterhaltungs- und Betriebskosten für den Vergleich mit heranzuziehen. Diejenige Bauart wird wirtschaftlich als die vorteilhafteste erscheinen müssen, für die die Summe aus den Bau- und kapitalisierten Betriebskosten am kleinsten ist.

Auf die Berechnung der eisernen Sperren, die nach Maßgabe der oben S. 229 u. f. erörterten Rechnungsannahmen nach den gleichen Grundsätzen zu erfolgen hat, wie bei andern Fach- und Raum-Systemen, soll hier nicht näher eingegangen werden. Es sei nur kurz bemerkt, daß die Berechnung nach zwei Richtungen hin erfolgen muß. Man wird zunächst das Trägersystem als Ganzes auf Kippen untersuchen unter dem Einfluß des Wasserdruckes und des Eigengewichtes; wobei die Drucklinie zweckmäßig in das mittlere Drittel der Grundfläche fällt. Falls die Drucklinie aus dem Kern heraustritt, empfiehlt es sich, an der Wasserseite Anker anzubringen; ferner muß Sicherheit gegen Gleiten vorhanden sein. Günstig wird eine gegen das Oberwasser geneigte Fläche der Abdichtung sein, da dann die Wasserlast nutzbar gemacht wird. Die weitere Untersuchung hat es mit der Berechnung der Stabkräfte zu tun. Die Wasserlasten müssen auf die Felder, die den einzelnen Knotenpunkten zufallen, verteilt werden. Die Berechnung der einzelnen Stäbe geschieht dann in der üblichen Weise graphisch oder

ł) Eng. Record 10. Jan. 1903. Schuyler a. a. O., S. 378.

²) Vergleich zwischen eisernen und gemauerten Talsperren s. The Engineering Magazine Nov. 1905, S. 263.

analytisch. Die abdichtenden Platten sind als Tonnenbleche oder Buckelbleche zu konstruieren und zu berechnen.

Die maßgebenden Gesichtspunkte für die Konstruktion der eisernen Talsperren werden am besten durch die Beschreibung einiger ausgeführten Anlagen erläutert werden.

In Abb. 199 ist eine eiserne Talsperre für die Wasserversorgung der Stadt Ash Fork (Ariz.) dargestellt. Das Bauwerk dient dazu, Johnsons Canjon etwa 7 km von der Stadt Ash Fork zu einem Becken von etwa 140000 cbm Inhalt für die trockene Jahreszeit, in der der Fluß ganz versiegt, auf-

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)    Proceedings of the American Society of Civil Engineers. Okt. 1906.

²

)    Zeitschr. für Architektur und Ingenieurwesen 1910 Heft 3.

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Zentralbl. d. Bauverwaltung 1906, S. 504.

⁴

Le Genie Civil vom 3. 11. 1904 und 25. 2. 1905. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 319, 569,

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Abb. 199. Eiserne Talsperre bei Ash Fork. Aufriß und Einzelheiten des Fachwerks.

zustauen. Die geneigte Wand ist aus Tonnenblechen auf 50 cm hohen I-Trägern gebildet, die am Fußende in den Beton der Grundmauern gebettet und durch Ankerbolzen gehalten sind. Die 10 mm starken Belagplatten sind im unteren Teil in gleicher Weise befestigt. Die Wehrkrone bildet ein mit Winkeln gesäumtes Überfallblech, den Belag nach einem Halbmesser von 2,50 m geformte Tonnenbleche, die in den Kanten zum Verstemmen abgeschrägt sind. Sie erhielten nach dem Einsetzen und Vernieten einen Überzug von kochendem Asphalt, darüber eine Bekleidung mit Jute und nochmaligen Asphaltanstrich. In den Felsspalten, die mit Beton nach Möglichkeit gefüllt worden waren, zeigten sich nach der Füllung zwei Leckstellen. Sie haben sich aber im Laufe der Zeit von selbst gedichtet. Die Felsanschlüsse sind in Mauerwerk hergestellt (Abb. 200) *).

f) Zentralblatt d. Bauverw. 1898, S. 531. Engin. News v. 12. 5. 1898. Engin. Record 1898, S. 104. Journ. of Western Society of Engineers, Okt. 1905. E. Wegmann, Design etc., 5. Aull. 1908, S. 294.

22*

Die Redridge-Sperre (Michig.) ist im Jahre 1901 für die Wasseraufspeicherung zu Zwecken zweier Bergwerksgesellschaften erbaut. Die Länge der Eisenkonstruktion beträgt 138 m, die Höhe

über Felssohle 22,20 m. Das System des Querschnittes gibt Abb. 201 wieder. Die Eisenrippen stehen in 2,40 m Abstand. Die Flächen der Verkleidung sind 9,5 mm starke Tonnenbleche. Ihr Schutz besteht aus einem Anstrich von Graphitfarbe. Das Eisengerüst ist auf einen großen Betonkörper gegründet, der das Kippen und Gleiten verhindern soll; dieser Betonkörper ersetzt die Verankerung, welche beim Ash-Fork-Damm angelegt ist¹).

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Maueranschluß für das Eisenwerk der Ash Fork-Talsperre.

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Es wurde vorhin angedeutet, daß der Gefahr der Unterspülung bei eisernen Talsperren volles Augenmerk zugewendet werden muß. Es wird darum interessieren,

einiges überden eisernen Staudamm am Hauser-Lake bei Helena (Mont.) zu erfahren, der infolge des Versagens der Gründung im Jahre 1908 zerstört wurde.

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I durch Querverbindungen vereinigt sind. Sie tragen mittels schräger

j Balken eine aus eisernen Platten zusammengenietete Wand von 194 m I Länge und 25 m Höhe. Die oberen j und unteren Platten sind gerade und 8 mm dick, die mittleren nach unten I gewölbt und 10 mm dick. Die Wand | hat eine Neigung von 1:1,5, und ( zwar mit Rücksicht auf den sandigen Untergrund, bei dem der Damm leicht I rutschen könnte. Durch die starke a, Neigung war beabsichtigt, den Wasserdruck für die Standsicherheit des Dammes mitwirken zu lassen. Die Wand war, damit das Wasser sie nicht unterspülen sollte, bis zu einer eisernen Spundwand herabgezogen und mit dieser verbunden, außerdem unten noch ausbetoniert. Auf die Dammkrone war ein Gerüst gesetzt, das links und rechts ebenfalls mit Eisenplatten verkleidet ist und in der Mitte eine Strecke von 154 m für den Wasserabfluß bei Hochflut freiläßt. Nach der Flut war auch diese Öffnung durch Schützen verschlossen. Das Wasser wurde auf der

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Abb. 201. Querschnitt der Kedridge Talsperre.

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Rückseite des Dammes über eine schräge Fläche geleitet, die zu einem kleinen Teil aus Eisenplatten und zum größeren aus Brettern auf einem hölzernen Unterbau bestand. Auf diese Weise sollte es ziemlich sanft und in einer gewissen Entfernung von dem Dammgerüst in den Abzugskanal geleitet und hierdurch sollte verhindert werden, die Gründungen der Gerüste zu gefährden.

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Abb. 202. Querschnitt der Hauser Lake Talsperre.

Trotz der Sicherung durch die eiserne Spundwand und die starke Ausbetonierung ist das Wrasser unten durchgedrungen und hat in einigen Minuten den Kies, auf den sich die Eisengerüste in der Mitte des Dammes stützten, fortgespült, so daß sie zusammenstürzten, worauf ein Teil des Dammes in einer Länge von 120 m fortgerissen wurde. Die auf den Fels gegründeten seitlicheu Teile des Dammes sind dagegen stehen geblieben.

Der Damm ist in Beton in 40 m Höhe wieder hergestellt worden. Ein ähnlicher Fall hat sich vor einigen Jahren in der Nähe dieser Stelle am Canyon Ferry-Damm ereignet¹).

§ 38. Talsperren aus Eisenbeton. Man hat vorgeschlagen, die Querschnitte massiver Talsperren unter Verwendung von Eisenbeton schwächer zu gestalten als in Stützmauern. Die bei gefülltem Becken an der Wasserseite entstehenden Zugspannungen sollen, da die Drucklinie aus dem Kern heraustritt, durch das Eisen und die Verankerung im Untergründe aufgenommen werden. Im allgemeinen dürften die Kosten derartiger Verankerungen im Felsgrunde die Ersparnis im obern Querschnitt auf heben, falls nicht eine wesentliche Querschnittsverminderung eintritt. Es liegt also die Möglichkeit vor, daß nichts an Ausgabenverminderung gewonnen wird, wohl aber die Sicherheit des Bauwerkes Einbuße erleidet. Die Verankerung wird immer einen schwachen Punkt der Konstruktion bilden, zumal bei geschichteten Grebirgsformationen. Man hat ferner in Anregung gebracht, als Baustoff den Eisenbeton und als Konstruktionsform den

!) Engin. News vom 14. 11. 1907, 30. 4. 1908 u. 10. 8. 1911, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1908, S. 642 und 856 s. auch Wegmann, Design and Construction of Dams 2. Aufl. S. 298, Schuyler a. a. O. S. 459. Eng. News 10. Aug. 1911.

Bogen zu wählen. Die Eiseneinlagen würden hier eine erhöhte Sicherheit für den Bogen gegen Rissebildung, Erschütterung, Bewegungen des Querschnittes durch Witterungseinflüsse usw. abgeben¹). Es kommt dies im besondern in Betracht für den obern, dünnen und starken Durchbiegungen ausgesetzten Teil von Staumauern. Eiseneinlagen in Talsperren haben zu diesem Zweck bei amerikanischen Anlagen schon mehrfach Verwendung gefunden, unter andern bei der auf Seite 281 erwähnten Talsperre der Stadt Ithaka, wo allerdings das Eisen mehr den Zweck hat, den Halt der Außenverblendung zu sichern. Auch bei der Talsperre von Barossa in Australien sind Eiseneinlagen im obern Teile des Querschnittes eingebaut. Doch stehen der allgemeineren Anwendung dieser Bauweise die erhöhten Kosten entgegen.

Unsere Bauausführungen erfolgen bei einer mittleren Sommerwärme von etwa 15°, im Winter dürfte sich das Mauerwerk in dünnen Mauern bis auf 0° abkühlen. Den Ausdehnungsbeiwert von Zementtraßbeton hat der Verfasser aus den Bewegungen des oben erwähnten Betonkerns zu 0,00001228 für 1° berechnet²). Nach dem Hookeschen

Gesetz ^    ~ kann man für E = 150000 kg/qcm die im Beton auftretende Zugspannung

und die erforderlichen Eiseneinlagen berechnen, wobei die zulässige Beanspruchung des Eisens bis etwa 1600 kg/qcm gehen darf. Es möge dabei vorausgesetzt werden, daß die durch die Austrocknung des Mauerwerks hervorgerufene Volumenverminderung, d. h. die durch sie verursachte Spannung durch die Eigenfestigkeit des Betons aufgenommen wird. Man findet hiernach den Bedarf an Eisen zu rund 1,5 qcm auf je 100 qcm Betonfläche für die oberen Mauerteile, und es zeigt sich, daß die Kosten eines solchen Kubikmeters Eisenbeton etwa dreimal so groß sind als die des Bruchsteinmauerwerks in unseren Talsperren. Man kann somit die Sperrmauern mit letzterem Material bei gleichem Geldaufwande etwa dreimal so stark machen wie in Eisenbeton. Damit kommt man aber zum Stützmauerquerschnitt.

Die Bogenform bietet also in unseren klimatischen Verhältnissen für kleine Talsperren auch bei Verwendung von Eisenbeton nicht die Vorteile, die aus der Gewölbeform hergeleitet werden könnten. Das Gegebene, weil Billigste bei vollkommener Sicherheit, ist hier die Erdschüttung. Wo Felsuntergrund vorhanden ist, kann man die Sicherheit des Dammes noch erhöhen durch Einbau eines dünnen, im gegebenen Falle gekrümmten massiven Kerns, der hier am Platze ist, weil das Mauerwerk durch die Umhüllung dem scharfen Wärmewechsel entzogen ist. Die Kosten für Stauhöhen bis 20 m verhalten sich bei reiner Erdschüttung, gemischter Bauweise (Damm mit massivem Kern) oder Bruchsteinmauerwerk unter sonst gleichen Verhältnissen etwa wie 1 : l¹/^ : 3.

Für große Höhen kann auch bei uns die Bogenform in Betracht kommen, wie auf S. 273 dargelegt wurde. Neuerdings ist in Vorschlag gebracht, den an langen dünnen Talsperrenmauern auftretenden Frostrissen in gewissen Abständen durch künstliche Fugen, die mit einer Bitumenmasse ausgefüllt sind, vorzubeugen. Bei einigen amerikanischen Anlagen hat man bereits den Versuch damit gemacht. Ich kann dies nicht für vorteilhaft halten in Hinsicht auf die Schwierigkeit, solche Fugen unter dem Druck des gestauten Wassers abzudichten und dauernd dicht zu erhalten. Das Wesen der Eiseneinlagen, die ich hier mehr am Platze halte, sofern dünnwandige frostgefährdete Talsperren überhaupt zur Ausführung kommen, besteht in folgendem: In langen frei-

!) Über Risse in Betonkernen s. S. 273 und Eng. News 25. 8. 1910.

²) Über dieses Verfahren s. Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 666. S. auch Abschnitt »Betrieb«.

stehenden Mauern bilden sich in gewissen Abständen Mittelpunkte, nach denen bei Abkühlung die Zusammenziehung der Massen stattfindet. Die Stellen, an denen die Bisse eintreten, sind die Scheiden der Massen, und die Trennung erfolgt dort, wo die zusammenziehende Kraft die Eigenzugfestigkeit des Baustoffs überschreitet. Der Widerstand auf Zug ist bei Beton gering. Schaltet man einen Körper mit großer Zugfestigkeit, z. B. Eisen ein, so nimmt dieser die bei der Zusammenziehung auftretende Spannung auf und verhindert Risse im Beton, solange nicht etwa die Haftfestigkeit des letzteren am Eisen überschritten wird. Dieser Vorgang wird dadurch nicht behindert,

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Abb. 203. Quer- und Längsschnitt der Talsperre am Patapsco-Fluß mit den maschinellen und elektrischen Einrichtungen des Kraftwerkes.

daß beide Stoffe den annähernd gleichen Ausdehnungsbeiwert haben. Die Tatsache, daß man in neuesten preußischen Schleusenbauausführungen mit Sparbecken im Interesse der Dichtigkeit von künstlichen Fugen Abstand genommen hat und statt dessen Eisen in den Trennungsmauern zwischen den Sparbecken und den Schleusenkammern einlegt, erweist, daß man dieser Bauweise Vertrauen entgegenbringt. Es ist dies z. B. geschehen an den vier Schleusen des Großschiffahrtsweges Berlin-Stettin in der Schleusentreppe bei Niederfinow. Bei dem scharfen Frost des Winters 1911/12 standen diese Mauern in etwa 10 m Höhe beiderseitig der Kälte frei ausgesetzt. Zwischen dem sehr heißen Sommer 1911, während dessen die Mauerung erfolgte, und der Winterkälte war ein

Unterschied von 62° C. Dennoch konnten bei den sorgfältigsten Untersuchungen während der Frostzeit irgendwelche Risse in den Mauern nicht festgestellt werden. Die Eiseneinlagen hatten also die Zugspannungen voll ausgenommen und einer Trennung der Betonmassen erfolgreich entgegengewirkt.

Die ersten Eisenbetonkonstruktionen für Wehre und Sperren in aufgelöster Bauweise sind in Amerika im Jahre 1904 ausgeführt worden; die Höhe dieser Bauwerke beträgt 3 bis 12 m: während neuerdings Anlagen dieser Art bis zu 90 m geplant sind. In erster Linie ging mit der Ausführung die Ambursen Hydraulic Construction Company zu Boston (Mass.) vor, die bis zum Jahre 1908 etwa 22 derartiger Sperren errichtet hat, alle grundsätzlich nach der Bauart, wie sie durch Abb. 203 dargestellt ist.

Indem für die Konstruktion und Berechnung dieser Bauweise im einzelnen auf die Darlegungen und Beispiele im Abschnitt »Feste Wehre« dieses Handbuches Bezug genommen wird, sei hier allgemein, soweit Talsperren mit großer Stauhöhe in Betracht kommen, noch kurz folgendes bemerkt:

Die Vorzüge, die für die aufgelöste Eisenbetonkonstruktion gegenüber den massiven Mauern von amerikanischen Ingenieuren ins Feld geführt werden, sind die folgenden:

1.    Sie bieten eine doppelte Sicherheit wie gewöhnliche Mauern, und diese wird mit dem Anwachsen des Wasserstandes erhöht. Die Grundbreite ist größer als die übliche für volle Querschnitte.

2.    Die Kostenersparnis, indem die Baustoff vorteilhafte im Querschnitt verteilt sind.

3.    Leichte Besichtigung des Innern.

4.    Sicherheit gegen Eisdruck wegen der geböschten obern Wand.

5.    Eignung für gewöhnliche Gründungsarten.

6.    Ausschaltung des innern Auftriebes.

7.    Schnelligkeit der Bauausführung.

Bei Kraftanlagen ist außerdem die Ausnutzung des Damminnern für die Maschinenräume möglich. Die Durchführung eines Weges innerhalb des Querschnittes ist ebenfalls angängig.

In statischer Hinsicht ist zu bemerken, daß bei der Querschnittsform mit einer Neigung der Böschung an der Oberwasserseite in 1:1, die Drucklinie aus der Wasserpressung und dem Gewicht des Bauwerkes für leeres Becken in die Nähe der Mitte der Grundbreite fällt. Die Besultierende bewegt sich stromaufwärts bis das Becken ungefähr ³/₄ gefüllt ist, tritt aber nicht aus dem mittleren Drittel heraus; von dieser Laststellung ab nähert sich die Resultierende mit steigendem Wasser wieder der Fugenmitte und verbleibt hier für volles Becken und bei der höchsten Uberströmung. Ein Uberkippen ist also unmöglich. Die Zerstörung kann nur eintreten infolge Gleiten, Abscheren oder Zerdrücken. Die Lage der Resultierenden in der Nähe der Fugenmitte sichert die günstigste Verteilung der Beanspruchungen¹).

Die Berechnung der Betonstärken wird im übrigen unter den Gesichtspunkten zu erfolgen haben, daß die Zugspannungen lediglich vom Eisen, nicht auch vom Beton aufgenommen werden.

Wenn zwar theoretisch die geringen Abmessungen des Eisenbetons durchaus zutreffend sein können und auch dort vollauf berechtigt sind, wo — wie in Hochbaukonstruktionen — das Widerstandsvermögen eines Trägersystems gegenüber den nach ihrer Richtung und Größe klar erkannten äußeren Kräften in Betracht kommt, so stellt doch der Wasserbau noch wesentlich weitergehendere Forderungen hinsichtlich der Dichtigkeit unter dem Überdruck benachbarter höherer Wasserstände. Auch ist zu bedenken, daß diese Konstruktionen stark den Angriffen der Witterung ausgesetzt sind, zumal in rauhem Gebirgsklima. Beton hat sich dort durchaus bewährt, wie der Verfasser an vielen Ausführungen im Bergischen Lande, insbesondere auch bei den Bauten der Solinger Talsperren, des Kraftwerks und seiner hydraulischen Anlagen beobachtet hat. Hinsichtlich des Eisenbetons in feingegliederter Form scheint das nicht immer der Fall zu sein. Es sei hier die Stauanlage (Schiffsschleuse mit Wehr) an der Körös in Ungarn erwähnt. Nach Berichten sind diese Bauten zwar in guter Weise durchgeführt, erscheinen aber doch in Hinsicht auf die Dichtigkeit nicht allen Ansprüchen zu genügen. Es muß befürchtet werden, daß der Bestand des Bauwerkes auf die Dauer gefährdet wird.

Über die Bewährung von derartigen, einem hohen Wasserdruck und Wasserangriff ausgesetzten Eisenbetonkonstruktionen in aufgelöster Form bei hohen Talsperren liegen Erfahrungen im Ganzen noch wenig vor. Die Dauer wird hier entscheiden müssen. Dazu kommt, daß diese aufgelösten Konstruktionen des Eisenbetons oft keineswegs billiger sich zu erweisen pflegen als nach den üblichen Konstruktionsgrundsätzen als Stützmauern usw. gebaute Bauwerke. Der Arbeitslohn für den Ausbau des Eisennetzes fällt dabei bedeutend ins Gewicht und hebt den Vorteil der geringeren Massen wieder auf. Im Einzelfalle wird Eisenbeton bei Verminderung der Gliederstärken bis auf gewisse nach praktischen Gesichtspunkten zu wählende Abmessungen immerhin in Frage kommen, besonders auch, um Rissebildungen etwa infolge von Erderschütterungen oder dynamischen Wirkungen beim Gang der Turbinen, Pumpen und sonstigen Maschinen in Kraftwerken zu vermeiden. Schwedische Krafthäuser sind neuerdings mehrfach in Eisenbeton ausgeführt worden, s. die Wasserkräfte Schwedens und deren Ausnutzung, bearbeitet von der Kgl. Wasserfalldirektion in Stockholm, 1910, s. auch Zeitschrift für Bauwesen 1911 S. 575.

Die Frage der aufgelösten Pfeiler und Bögen, der Eisenbetonverwendung und Eisengliederung im Talsperrenbau verdient sicherlich hohe Beachtung und ist des Studiums wert. Zwar wird man sich immer vergegenwärtigen müssen, daß es sich auf der einen Seite um die Ersparnis von einigen Tausenden handelt, während auf der andern Seite bei den hohen Staumauern von 60 m und mehr der Ausbruch des Seebeckens mit großen Wassermassen die Vernichtung von Leben und Gut in ganzen Gebirgstälern und Schäden von vielen Millionen herbeifuhrt. Es wird die zukünftige Aufgabe des Ingenieurs sein müssen, diese Bauweise theoretisch, konstruktiv und wirtschaftlich zu verfolgen. Versuche oder Ausführungen in kleinerem Maße werden dem schrittweisen Fortschritt in Praxis und Erkenntnis den Weg ebnen müssen.

Literatur zu Abschnitt V »Besondere Bauweise der Talsperren«.

Mémoires de la société des ingénieurs civiles, Nov. 1897: Leucauchez: Über die Konstruktion großer Talsperren. Pelletreau. Annales des ponts et chaussées 18971: »Über Querschnitte der Staumauern usw.«

Zentralblatt d. Bauverw. 1897, S. 450. 1898, S. 525.

Zentralbl. d. Bauverw. 1898, S. 530.

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Staumauer in aufgelöster Form. Amer. Soc. Civ. Engin.; Transact. Dez. 1902, S. 94.

Talsperre in Ober-Michigan; V. St. Journ. Western Soc. of Eng. 1903, S. 16.

Gewölbeförm. Talsperre in Stampfbeton mit Eiseneinlagen (Amerika). Deutsche Bauztg., Mitt. über Eisenbeton 1904, S. 57. Engin. Record Aug. 1903, S. 152.

Ein Staudamm aus Eisenbeton bei Theresa. Neuere Bauweisen aus Beton und Eisen 1904, S. 20.

Aufgelöste Bauweise. Proceedings des amerik. Zivilingenieurvereins v. März, Mai, Aug. u. Sept. 1904 s. auch Transactions Dez. 1904. (Vergleich der Kosten der verschiedenen Bauweisen).

Über den Bau eiserner Staudämme. Engin. News, Sept. 1905, S. 323.

Talsperren am East Canyon Creek im Staate Utah. Engin. Record v. 25. 11. 1905.

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Entwerfen von Stützmauern aus Eisenbeton. Engin. News v. 18. 10. 1906, S. 402.

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Über Stützmauern aus Eisenbeton. Engin. News v. 25. 4. 1907, S. 448.

Die eiserne Hauser Lake Talsperre am Missouri bei Helena, Mont. Engin. News v. 14. 11. 1907, S, 507—509 mit Abb.

Beton-Bauwerke im Park zu Dellwood (Illinois). Engin. Record v. 9. 2. 1907, S. 164.

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Berechnung von Staudämmen aus Eisenbeton. Engin. News v. 23. 4. 1908, S. 452. Beton u. Eisen 1908. S. 338. Das Entwerfen von Stützmauern aus Mauerwerk und Eisenbeton. Engin. Record v. 13. u. 20. 6. 1908, S. 757. Staudamm aus Eisenbeton bei Colliersville, N. Y. Engin. Record v. 7. 3. 1908.

Talsperre aus Erde mit Eisenbetonkern bei Dixville, N. H. Engin. Record v. 24. 4. 1908, S. 551.

Mitteilungen über Eisenbetonsperren mit aufgelöstem Querschnitt in Amerika s. E. Wegmann: The Design and Construction of Dams, 5. Auflage, S. 210. H. Bellet, Barages en Maçonnerie, S. 83.

Steel Dams s. E. Wegmann: The Design and Construction of Dams, 5. Aufl. 1908, S. 294. The design of re-taining walls. Engin. Record v. 20. 6. 1908.

Hilgard. Neue Konstruktionstypen von Staumauern und Staudämmen (Eisenbetonbauweise) nebst zugehörigen Betriebseinrichtungen. Schweizerische Wasserwirtschaft 1910, Nr. 16, 17 u. 19.

Aufgelöste Staumauern. Eng. News 1910, II, S. 500.

Gewölbte Staumauern. Eng. News 1910, II, S. 446.

Über Talsperren in Eisenbeton vergl. ferner:

Arm. Beton 1909, S. 271.

Engin. News 10. 11. 1910, 9. 3. 1911.

Engin. Record 26. 8. 1911.

Engin. Record, Suppl. 26. 11. 1910.

Proc. Am. Soc. Civ. Eng. 10. 10. 1911.

Der standsichere Mauerdamm. Ein Beitrag zur Lösung der Talsperrenfrage. Wien und Leipzig 1912.

VI. Die Betriebseinrichtungen der Talsperren.

§ 39. Allgemeines. Zu den Betriebseinrichtungen der Talsperren gehören die Entnahme- und Entlastungsanlagen. Diese sollen die über den Fassungsraum des Beckens hinaus zuströmenden Wassermengen glatt und ohne den Bestand des Bauwerks zu gefährden, abführen können, jene die Ausnutzung des aufgestauten Wassers ermöglichen. Diese Einrichtungen werden teils innerhalb oder am Mauerkörper der Talsperre angeordnet, teils getrennt davon in Umläufen oder Überläufen, welche in die seitlichen

Berghänge eingebaut sind. Man hat letztere Bauweise gewählt, um die Sperrmauer selbst in keinem ihrer Teile durch Öffnungen zu schwächen. Man wird über die Zweckmäßigkeit dieser beiden Ausführungsmöglichkeiten nicht allgemein urteilen dürfen. Bei großen Anlagen, bei denen diese Durchbrechungen reichliche Abmessungen erhalten müßten, hat die getrennte Bauart sicherlich ihre Berechtigung. Näheres hierüber weiter unten. Bei kleineren Becken zieht man es der billigeren Ausführungsweise wegen vor, die Wassergänge durch den Mauerquerschnitt hindurchzuführen. Der Bestand und Betrieb solcher Anlagen hat dargetan, daß hiergegen keine Bedenken obwalten dürfen. Andererseits sollten aber auch nicht zu viele Öffnungen in der Mauer vorhanden sein, wie dies z. B. bei der Staumauer von Assuan der Fall ist.

Nicht sowohl zur eigentlichen Entnahme des Betriebswassers als zur Abführung des Hochwassers während der Bauzeit sind ebenfalls Umläufe bei einigen neueren Talsperren hergestellt worden. Bei der Urfttalsperre hätten die Öffnungen zur Abführung der Fluten eine ungewöhnliche Größe bedingt und um diese im Mauerkörper zu vermeiden, wurde der rechte Hang mittels eines Stollens durchbrochen. Dieser ist hier im wesentlichen nur zur Erleichterung bez. Ermöglichung einer ungestörten Bauausführung angeordnet.

Wie nun auch die Anordnung im einzelnen sein mag, jedenfalls wird man der Konstruktion aller tiefgelegenen Abzüge des Beckens die größte Aufmerksamkeit zuwenden müssen. Man sollte sich darüber klar sein, daß von ihrer sicheren Wirksamkeit die Verläßlichkeit des Betriebes abhängt. Es ist eine schwierige Frage, wie man einen künstlichen See von vielen Millionen Kubikmetern Inhalt gegebenenfalls entleeren sollte, wenn die Grundablässe nicht betriebsfähig sind. An der Austin-Talsperre (Nordamerika) wurde im Jahre 1910 das mit einer nicht öffenbaren Holzklappe verschlossene und durch Ablagerungen verdeckte Entleerungsrohr mittels Sprengung gewaltsam geöffnet s. Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 25. Unregelmäßigkeiten an der oft schlammführenden Sohle können leicht Vorkommen. Es wird sich also grundsätzlich empfehlen, doppelte Anlagen für die Entnahme und den Abschluß zu schaffen und zwar in möglichst weiter örtlicher Trennung und vollständiger Unabhängigkeit voneinander. Das ist durch die Erfahrung erwiesen. Die Zuläufe sind möglichst frei zu gestalten, entfernt von Böschungen, welche die Gefahr des Abrutschens und des Zuschüttens des Einlaufs im besonderen bei der ersten Vollfüllung mit sich bringen können. Bei der Konstruktion aller maschinellen Einrichtungen der Absperrwerke, Gitter, Schieber usw. wird nach möglichster Einfachheit zu streben sein, sodaß sich auch ihre Bedienung in übersichtlicher Weise vollzieht.

Bei allen diesen Vorrichtungen wird man ferner auf eine gute Zugänglichkeit Bedacht nehmen müssen, die selbst bei den denkbar ungünstigsten Vorkommnissen, wie Uberströmen der Mauer, gewahrt sein sollte, und als ein zweckmäßiges Bestreben wird man anerkennen müssen, die Bewegungseinrichtungen unabhängig von dem Wasserstand, leicht erreichbar und möglichst in die Nähe der Abschlußvorrichtungen anzulegen. Stollen in der Mauer oder in den seitlichen Hängen wird man zweckmäßig mehrfach anordnen.

Der doppelte Durchgang ist sowohl für die Zeit der Bauausführung zweckmäßig, wie er auch für den späteren Betrieb eine erhöhte Sicherheit bietet, falls an einem der Stollen oder seiner Rohre und Schieber eine Beschädigung eintreten sollte. Es ist für solchen Fall die Möglichkeit vorhanden, das Becken durch den einen oder den anderen Stollen hindurch nach Einschaltung von Verbindungsrohren zwischen den beiden Schieberhäusern an der Luftseite in Betrieb zu halten oder zu entleeren, wenn sich die letztere

Notwendigkeit nicht umgehen läßt. Vorsicht in dieser Hinsicht erscheint immerhin geboten, da die Vorrichtungen späterhin zum großen Teile unter Wasser kommen. Während der Bauausführung aber ist es Aufgabe des einen Stollens, sobald die Mauer bis zur Talsohle hochgeführt ist, den Bachlauf aufzunehmen, während der andere Stollen den notwendigen Verkehr durch die Mauer auf der Baustelle aufrecht erhält. Überdies ist die wechselweise Umleitung des Baches durch diese Stollen für die Verlegung Rohrleitungen und die Abmauerung der Stollen erforderlich.

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Die Entnahmeeinrichtungen lassen sich nach dem Zwecke, dem die Talsperren dienen, unterscheiden nach folgenden Gruppen:

1. Einrichtungen für die Trinkwasserentnahme. Diese findet an der Sohle und in verschiedener Höhe statt, je nach dem Wasserstande im Becken.

Das Wasser wird zweckmäßig nicht an der Oberfläche, sondern in einer gewissen Tiefe darunter entnommen. Es ist hier kühler und hygienisch besser. Da nun der Wasserstand ständig wechselt, müssen mehrere Austrittsöffnungen vorhanden sein. Andererseits hat der Betrieb erwiesen, daß es nicht vorteilhaft ist, das Wasser aus dem Grunde abströmen zu lassen. Bakteriologisch ist dieses Wasser gut, aber es ist leicht durchsetzt mit Unreinlichkeiten. Man sollte die unterste Entnahmestelle etwa 10 m über der Beckensohle anlegen. Bei einigen Talsperren, wie bei der alten Remscheider Talsperre im Eschbachtale und bei dem Staudamm der Solinger Talsperrenanlage ist diese Entnahme bei wechselndem Wasserstand durch schwimmende Ausziehrohre ermöglicht (s. S. 316).

Die Lage der Abflußöffnungen in verschiedener Höhe ist im Grunde eine Rückkehr zu alten Anordnungen. Besonders bei den französischen Staudämmen, u. a. bei der gemauerten Sperre von Settons, ist diese Einrichtung zu finden. Es sind hier 15 Ableitungskanäle in 3 Gruppen der Höhe nach eingebaut. In jeder Staffel liegen 5 Öffnungen. Ihr Verschluß erfolgt durch Schutzen, die von der Dammkrone bewegt werden¹)-Aber die Veranlassung war eine andere als die vorerörterte. Hier geschah die Entnahme jedesmal durch die zunächst unter der Oberfläche des Wassers liegenden Kanäle, um einen möglichst geringen Druck zu haben und die Handhabung der Verschlüsse zu erleichtern. Die Amerikaner sind übrigens in neuester Zeit bei einigen sehr großen Anlagen ebenfalls diesem letzteren Grundsatz gefolgt. Die neueren vervollkommnten BewegungsVorrichtungen lassen diesen Wunsch nicht mehr so rege hervortreten, wiewohl man immer darauf bedacht sein wird, die Entfernung zwischen Kraftangriff und dem zu bewegenden Schieber möglichst kurz zu halten.

2.    Einrichtungen für die Kraftwasserentnahme. Auch hier empfiehlt es sich, nicht die Entnahmerohre oder -Stollen an die Sohle zu verlegen, da die dort angesammelten Unreinlichkeiten in die Turbinen gelangen könnten (Talsperre bei Mauer § 42). Außerdem darf auch der auf S. 99 erörterte Gesichtspunkt Uber die Gewinnung von Gefällhöhe durch Aufstauung in Sammelbecken nicht außer acht gelassen werden.

3.    Bei Sammelbecken, die der Aufhöhung des Niedrigwassers, der Kanalspeisung oder der Bewässerung oder einem anderen Zweck dienen, bei denen es sich um freies Abströmen des Wassers handelt, findet die Entnahme am besten in der Sohlenhöhe statt, wobei gleichzeitig die Entfernung von etwaigen Schlammablagerungen erfolgt.

!) Lagrené, Cours de navigation II, S. 45, Bellet a. a. O. S. 73.

Bei den Entlastungseinrichtungen kann man unterscheiden:

1.    Einrichtungen für die Entleerung des Beckens (Grundablässe). Eine Entleerung der Weiher wird im allgemeinen selten stattfinden. Sie kann aber notwendig werden, falls Betriebsstörungen an den Schiebern und sonstigen Abschlußvorrichtungen eintreten, die sich unter Wasser nicht beseitigen lassen, sowie für Ausbesserungsarbeiten an den tiefer gelegenen wasserseitigen Teilen der Sperrmauer. Es ist allerdings hervorzuheben, daß die Entleerung nur vor sich gehen kann, falls ein Ersatz für das Becken vorhanden ist, denn der Betrieb wird meist keine Unterbrechung erleiden dürfen. Der Zweck der Entleerung bedingt es, daß die Bohre in der Höhe der Sohle des Beckens angebracht werden.

2.    Überläufe für die Entlastung bei gefülltem Becken. Derartige Einrichtungen sind bei allen Talsperrenanlagen notwendig. Mögen auch die Entnahmevorrichtungen reichlich geuug bemessen sein, um gegebenenfalls bei gefülltem Becken die ganze zuströmende Hochwassermenge abzuführen, so erfordert ihre Bedienung doch die Aufmerksamkeit des Wärters. Man soll aber solche Entlastungen selbsttätig im weitesten Sinne machen d. h. unabhängig von menschlichen Schwächen, wie auch von selbsttätig wirkenden maschinellen Konstruktionen. Dies kann nur durch einen offenen Überfall geschehen, über dessen Kante das Wasser frei abströmt, wenn die vorgeschriebene Füllhöhe des Beckens erreicht ist. Als einzige Anlage, die einen solchen freien Abzug nicht hat, ist die Assuan-Talsperre bekannt.

Unter den Einrichtungen für die Entlastung der Stauweiher beanspruchen ein besonderes Interesse die der Hochwasserschutzbecken. Die leitenden Gesichtspunkte für den Ausbau dieser Hochwasserentlastungen sollen weiter unten besprochen werden (§ 42).

§ 40. Die konstruktiven Einrichtungen zur Wasserentnahme, a) In der

Mauer. Gemauerte Kanäle. Die in der Talsperre selbst liegenden Entnabmeeinrich-tungen, wurden früher — und als Beispiel können die alten spanischen Anlagen angeführt werden — als gemauerte Kanäle ausgeführt. Hier waren bedeutende Öffnungen notwendig, um die Schlammablagerungen dieser Becken durch Spülung beseitigen zu können. Aber auch bei neueren Talsperrenanlagen kommen im Mauerwerk liegende Kanäle vor. Erwähnt seien hier von deutschen Anlagen der Alfeldweiher und der Altenweiher in den Vogesen. Bei ersterem wurde der Zweck verfolgt, die Ablaßvorrichtungen so groß anzuordnen, daß jederzeit, selbst bei kleiner Stauhöhe, eine beträchtliche Wassermenge abgelassen werden kann, da man von der Größe der Zuflußmengen keine genügende Kenntnis hatte. Die spätere Einlegung eiserner Bohre wurde Vorbehalten. Dementsprechend ist der Abflußkanal so eingerichtet, daß die Bohre auf 4 m an der Wasserseite eingemauert werden können.

Grundablaß an der Staumauer des Alf eld weih er. Die Bauart des Grundablasses ist aus Abb. 204 ersichtlich. Auf der Wasserseite besteht derselbe in einer Länge von 4,0 m aus zwei gewölbten Durchlässen von 0,95 m lichter Höhe und 0,50 m Weite. Diese beiden Durchlässe münden in einen größeren von 1,40 m 1. W. und Höhe, der die Mauer bis zu der Talseite durchdringt. Das Mauerwerk des Grundablasses ist durchweg aus großen und meist regelmäßig bearbeiteten Steinen hergestellt. Die Durchlaßsohle liegt 23,0 m unter der Mauerkrone und in ihrer ganzen Länge wagerecht. Um bei normaler Wasserentnahme die Geschwindigkeit des austretenden Wassers zu mindern, ist am Auslauf des Grnndablasses eine Kammer von 2,60 m Weite, 2,00 m Länge und 0,75 m Höhe (Abb. 204) angebracht, die auf der Talseite durch aufeinander liegende Dammbalken geschlossen werden kann. Durch dieses Wasserpolster wird der unter hohem Druck austretende Wasserstrahl in

seiner Kraft teilweise gebrochen. Das Wasser breitet sich aus und stürzt über die Ränder der Kammer in das Flußbett ab¹).

In ähnlicher Weise ist der Grundablaß am Altenweiher ausgebildet (Zeitschr. f. Bauwesen 1893).

Eine gemischte Bauweise weist die Assuan-Sperre in Ägypten auf. Ein Teil der Abzugskanäle ist in Quadern gemauert, ein anderer Teil mit Eisenplatten verblendet. Es mag am Platze sein, über die eigenartige, dem Zwecke der Bewässerung des Niltales angepaßte Einrichtung der Ablaßöffnungen hier einige Mitteilungen zu machen.

Die Breite des Tales zwischen den benachbarten Höhenzügen beträgt 2000 m, die durch die Sperre geschaffene Stauhöhe rund 20 m, der Stauinhalt 1065 Milk cbm. Das Bauwerk hat 180 Schützen, die in zwei Gruppen angeordnet sind. Um den fruchtbaren Schlamm, den der Nil bei Hochwasser führt, nicht im Becken zurückzuhalten, sind die Schützen in verschiedener Höhe angeordnet (Abb. 62 u. 206), so daß der zum wesentlichen Teil an der Wasseroberfläche mitgeführte Schlamm stets abfließen kann. Die 140 unteren Schützenöffnungen haben 7 m Mittelabstand und sind 7:2m groß, so daß zwischen ihnen je 5 m Mauerwerkskörper stehen bleibt. Die 40 oberen Öffnungen sind 3,5 :2 m groß. Die Durchlaßöffnungen der untersten Schützen haben gußeiserne Umkleidungen (Abb. 205), die übrigen

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Abb. 204. Grundablaß des Alfeldweihers mit Querschnitt und Ansicht des Oberhauptes.

Schützenöffnungen Quadersteinverblendung. Der gesamte Schützenquerschnitt — 2240 qm — ist derart bemessen, daß ein mittleres Hochwasser von 10000 cbm/sek mit einem Aufstau 2 m abgeführt werden kann. Die größte Flut von rund 13 200 bis 15000 cbm/sek bedingt eine Geschwindigkeit von

6,5 bis 7,6 m. Überfälle als Hochwasserentlastung sind darum nicht angeordnet. Ein Teil der Schützen ist stets geöffnet, um die Niedrigmassermenge abzulassen. Durch diese ständige Strömung und die bei Hochwasser eintretende vermehrte Strömung wird ein starker Spülstrom erzeugt, der Ablagerungen im Becken verhindert. Es ist allerdings nicht zu verkennen, daß durch die vielen großen Schützenöffnungen eine Schwächung der Mauer herbeigeführt wird, auf die indessen bei der Berechnung Rücksicht genommen wurde. Über den Betrieb des Beckens s. Abschnitt »Betrieb der Talsperren« ferner Zeitschr. d. Yer. deutsch. Ing. 1904, S. 90.

An der Assuan-Talsperre sind bald nach der Inbetriebnahme außerordentlich starke Ausspülungen der Felssohle unterhalb der Durchlässe eingetreten²), obwohl das Wasser ohne Absturz, in Höhe der Talsohle ausströmt (Abb. 206). Diese gaben zu lebhaften Beunruhigungen Veranlassung und hatten mit zur Folge, daß zunächst von der geplanten nachträglichen Aufhöhung der Sperrmauer um

6 m, wodurch der Stauinhalt des Beckens, auf das Doppelte vermehrt werden kann, Abstand genommen wurde. Diese Schäden der Ausspülung wurden durch eine starke Befestigung des Sturzbettes mit einem erheblichen Geldaufwande ausgebessert, indem der Fels bis zu einer beträchtlicher Tiefe entfernt und durch Granitmauerwerk in Zementmörtel ersetzt wurde, das eine möglichst glatte Oberfläche erhielt. Nach neueren Untersuchungen gilt die Mauer als vollkommen sicher¹). Interessant sind die Beobachtungen, die man an der Assuan-Staumauer über die zitternden Bewegungen in der Mauer infolge der Wasserströmung in den Ablaßschleusen gemacht hat. Es sollen aber nach den eingehenden Beobachtungen von B. Baker an Ort und Stelle die Erschütterungen ohne Bedeutung für den Bestand des Bauwerks sein²).

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Abb. 205. Grundablaß an der Staumauer bei Assuan. Vgl. auch Abb. 224.

Auch die Talsperre von San Roque in Argentinien weist gemauerte Entnahme- und Entlastungskanäle auf. Diese Anlage ist im Jahre 1890 für gewerbliche und Bewässerungszwecke in Betrieb genommen (s. Abb. 2).

Zur Wasserentnahme dienen hier folgende Einrichtungen: 1. für den regelmäßigen Betrieb ein mittlerer Kanal von 1 m Durchmesser in 2,9 m Höhe über dem Fundamentklotz. Dem Kanal ist ein Rohrstutzen mit Drehschützabschluß vorgeschuht; 2. zwei Entsander, etwas tiefer liegend, in Form von Kanälen mit den Abmessungen 1,20/2,00 m, die mittels 50 cm starker Holzschütze abgeschlossen sind. Gewöhnlich ist nur die mittlere Öffnung in Betrieb. Die Entsander werden selten .gebraucht, weil die Bewegungsvorrichtung nicht tadellos ist und die Gewölbe Durchlässigkeit in Form von Wasserstrahlen zeigen.

-vom 17. 3. 1905.

1)    Zentralbl. d. Bauverwaltung 1906, S. 131.

²)    Nach der Niederschrift von W. Garstin und B. Baker s. Bericht des K. deutschen Konsulats in Kairo

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Abb. 206. Die Staumauer von Assuan mit geöffneten Schützen. Nordseite des Bauwerks von Westen gesehen.

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In den Sandauslässen dieser Sperrmauer sind bald nach der Inbetriebsetzung bedeutende Ausspülungen hervorgerufen worden, die allerdings, wie berichtet wird, in der Minderwertigkeit des Mauerwerkes ihren Grund hatten. Es wurden einige hundert Kubikmeter Mauerwerk ausgespült. Die Schäden wurden jedoch ausgebessert und haben weiter keine Folgen gehabt¹)- Immerhin lassen diese Vorgänge erkennen, daß nur eine ausgesucht gediegene Befestigung der Wandungen geeignet ist, dem Angriff des durchströmenden Wassers in gemauerten Kanälen Widerstand zu bieten.

Rohrleitungen und Rohrstollen. Die heutige Gießerei- und Eisentechnik macht es möglich, große Durchflußöffnungen aus Eisen herzustellen. Gußeiserne Rohre werden bis 2 m Durchmesser gegossen und genietete und geschweißte Rohre können in beliebiger Weise eingebaut werden und sind für Wasserkraftwerke bereits in Weiten von 5 und 6 m ausgeführt. Die genieteten Auspanzerungen bei der Talsperre von Marklissa haben bis 6 m Durchmesser.

Es ist der Vorteil der Rohrleitungen, daß der Angriff des strömenden Wassers von den gemauerten Wandungen ferngehalten wird. Vorgänge an den alten spanischen Mauern und auch an der erwähnten argentinischen Mauer tun dar, daß hier die Gefahr der Ausspülung doch in beträchtlichem Maße vorliegt, falls nicht ein sehr festes Mauerwerk vorhanden ist. Die eisernen Rohre hingegen können ausgewechselt werden, wenn ihre Wandungen ausgeschlitfen sind. Bei gemauerten Wandungen dauerhafte Nachbesserungen auszuführen ist schwierig. Ferner wird durch die Rohre der Druck des Wassers aufgenommen, während er bei Kanälen auf das Mauer werk voll zur Geltung kommt, falls der Abschluß an der Luftseite liegt. Dadurch entwickelt sich ein Unterdrück (innerer Auftrieb) in der Talsperre. Eine sehr sorgfältige Abdichtung der Kanalwandungen ist notwendig. Die Rohre können in das Massiv der Talsperre eingemauert oder in Stollen, die im Mauerwerk ausgespart sind, verlegt werden. Diese Stollen werden an der Wasserseite wasserdicht und druckfest abgemauert.

Das Einmauern der Rohre in einem möglichst kurz gehaltenen Mauerpfropfen ist dem vollständigen Einmauern in der ganzen Mauerbreite vorzuziehen. Auf diese Weise bleibt nur ein kleiner Rohrteil der unmittelbaren Aufsicht entzogen. Im übrigen können die Rohre, falls Ausbesserungsarbeiten oder ihr Ersatz in späterer Zeit notwendig werden sollte, leicht ausgewechselt werden, besonders wenn mehrere Entnahmestellen vorgesehen sind, die sich gegenseitig aushelfen können. Dann kann dies ohne Betriebsstörung geschehen. Aber auch wenn die Rohrstücke in der Abmauerung ersetzt werden sollen, kann dies erfolgen, ohne daß der eigentliche Mauerkörper angegriffen wird.

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Zu große Durchbrechungen der Mauer durch die Stollen erscheinen nicht unbedenklich. Die vorderen Abschlußmauerpfropfen stören dann in ungewöhnlichem Maße die erwünschte Gleichmäßigkeit des Talsperrenmauerwerks und die großen brückenartigen Öffnungen müssen bei der sich entwickelnden Gewölbewirkung an ihren Widerlagsmauern eine nicht unwesentliche Mehrbelastung der Griindungssohle herbeiführen. Bei der Waldecker Talsperre an der Eder liegen die Entnahmerohre in 8 Stollen, die in 2 Gruppen an den beiden Talhängen im Fuße der Mauer angeordnet sind und man hat das Mauerwerk an diesen Stollen derart verstärkt, daß die Pressungen nicht erheblich größer als im normalen Mauerquerschnitt sind. Man kann diese übergroßen Durchbrechungen von mehr als etwa 15 qm vermeiden, wenn man die Rohre in Umlaufstollen verlegt. Die Rohre selbst müssen genügend stark in den Wandungen wie den Rohrverbindungen gemacht werden, damit nicht Rohrbrüche innerhalb der Stollen entstehen. Es werden Muffenrohre oder meist Flanschenrohre (Abb. 207) angewandt.

q Zentralbl. d. Bauverw. 1907, S. 471.

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Letztere sind empfehlenswerter, da hier ein festes und wagerechtes Lager geschaffen werden kann¹).

Die Durchführung durch die Mauer geschieht, wie auf S. 347 erörtert, in der Regel durch mindestens zwei, räumlich voneinander getrennte Stollen. Es erscheint zweckmäßig, an der Luftseite zwischen den beiden Stollen eine Verbindung herzustellen, um eine doppelte Sicherheit für den Betrieb bei Störungen an den Schiebern und anderen Teilen zu haben. Es ist z. B. an der Nordhauser und Neyetalsperre geschehen. Das Kraftwasserentnahmerohr der ersteren Sperre (Taf. I, Abb. 1, 2 u. 5, Taf. II, Abb. 2) und die Entleerungsrohre können somit wechselseitig nach Bedarf umgeschaltet werden.

Abb. 207. Flanschendichtungen an Rohrleitungen.

Die Stollen werden, wie schon bemerkt, innerhalb der Mauer an der Wasserseite abgemauert. Diese Abmauerung besteht vielfach aus 3 Ringen und verengt sich nach der Luftseite hin von allen Seiten trichterförmig, so daß die Mauerpfropfen durch den Wasserdruck wie ein Keil in das Mauerwerk der Talsperre hineingepreßt werden. Zwischen je zwei Ringen befindet sich eine Putzlage mit Siderosthenanstrich (Taf. II, Abb. 1). Die Abmauerung der Rohrstollen und die Einmauerung der eisernen Entnahmerohre ist eine Arbeit, die besondere Sorgfalt erfordert. Wenige Meter dieses Mauerwerks sollen dieselbe Festigkeit und Dichtigkeit aufweisen, welche im übrigen die Gesamtstärke der Mauer besitzt. Die Abmauerung erfolgt meist in Ziegelmauerwerk. In dem engen Raume des Stollens sind die Ziegelsteine handlicher als die großen Bruchsteine und lassen sich daher besser den Ecken und Formen anpassen. Geringe Wasseraufnahmefähigkeit der Ziegel und Beständigkeit unter Wasser ist notwendig. Das Mauern mit vollen Fugen ist hier, wenn je, am Platze. Es scheint für diesen Zweck vorteilhaft, den Mörtel feucht anzumachen.

Entnahmeschächte und Zuleitungsstollen. Wo eine Erdschüttung an der Wasserseite vorhanden ist, werden unmittelbar oberhalb der Mauer, sich in ihrem unteren Teile an diese lehnend, aber von derselben durch die Verputzschicht getrennt, die Schächte auf gemeinsamer Gründung mit der Mauer angeordnet. Diese gesonderte Stellung ist insofern günstig, als die Bewegungen der Mauer infolge des Wasserdruckes und Wärmewechsels die Schächte nicht beeinflussen. Diese Einsteigeschächte, deren oberen Abschluß turmartige Aufbauten bilden, nehmen die wasserseitigen Rohrverschlüsse und Schiebergestänge auf; sie werden bis zur Mauerkrone hochgeführt, wo sie durch Brücken mit dieser verbunden sind. Sie gewähren den Zugang zu den Getrieben der Schieber, welche auf der Abdeckung der Schächte ihre Aufstellung erhalten. Die Schächte bilden somit einen Schutz der Eisenteile. Bei manchen Anlagen hat man auf diesen Schutz verzichtet; wie z. B. bei den Vogesenweihern, bei denen die Scbieber-gestänge im freien Wasser liegen. Die Erdschüttung bedingt die Fortführung der Stollen

an der Wasserseite. Dies geschieht in gemauerten Kanälen, die bis zum Ende der Erdschüttung reichen und hier durch Flügeleinlauf ihren Abschluß finden. An den Schächten werden in der Kegel Pegel aus Porzellanplatten oder in anderer weit sichtbarer Weise angebracht. Der eine gibt die Stauhöhen des Beckens Uber Talsohle oder N. N., der andere den Stauinhalt für die jeweilige Füllhöhe an.

Die Gitter an den Stolleneinläufen (Taf. II, Abb. 3 u. Abb. 72). Diese Schutzmittel haben einen doppelten Zweck zu erfüllen: sie sollen einmal verhindern, daß zu grobe Unreinlichkeiten in die Rohre gelangen, die sich in den Schiebern einklemmen und ihre Beweglichkeit verhindern, oder gar in den Pumpen und Turbinen festsetzen und dort Betriebsstörungen veranlassen. Auch zum Schutz der Fische im Becken wird man sie nicht entbehren können. Wenn aus diesen Gründen ein möglichst engmaschiges Gitter erwünscht sein müßte, so darf dadurch doch auch eine Verstopfung nicht hervorgerufen werden. Das Netzwerk darf darum nicht zu eng sein. Man wird hierbei unter eine Maschen weite von 5 — 7 cm, wie sie sich an ausgeführten Anlagen bewährt hat, nicht heruntergehen und man wird nicht die Einlaufrohre selbst vergittern, sondern, um die Durchflußfläche möglichst groß zu machen, den Einlauf zu den Stollen, innerhalb deren die Rohre untergebracht sind, durch Rechen abschließen.

An der Luftseite bilden den Zugang zu den Rohrstollen die der Mauer vorgebauten Schieberhäuser (Taf. I u. II u. Abb. 73). Diese Vorbauten müssen gut gelüftet sein, da die in den Stollen ständig vorhandene Feuchtigkeit sonst starkes Einrosten der Eisenteile, Werfen der Türen und andere Ubelstände mit sich bringt.

Es mögen hier einige Beispiele der bei deutschen Bauweisen meist üblichen Einrichtungen gegeben werden.

Solinger Talsperre im Sengbachtale. Durch die Sperrmauer sind 2 Stollen geführt worden, welche die Rohrleitungen für die Entnahme des Wassers aus dem Becken für Trinkwasserversorgung und Kraftzwecke und die Entleerung aufnehmen (Abb. 72 u. 73). Die Rohrstollen innerhalb der Mauer sind mit großen plattenförmigen Wölbsteinen in Zementtraßmörtel kräftig gewölbt und dicht und glatt überputzt. Die unter der Erdschüttung liegenden Zulaufstollen, auf einer Betonunterlage und zum Teil auf Fels, zum Teil auf gewachsenem Boden gegründet, sind in Traßmörtel und lagerhaften Steinen in der Sohle wie an den Wandungen ausgeführt und im Gewölbe mit Ziegelmauerwerk geschlossen. Die Entnahmeschächte sind in dem unteren Teil, durch welchen die Rohrleitungen hindurch gehen, in Ziegelmauerwerk, von Ord. + 118 ab in Bruchsteinmauerwerk hochgeführt. Sie haben in den Außenflächen einen gleichen Zementtraßputz erhalten wie die wasserseitige Mauerfläche Im rechten Schacht befinden sich außer in der Sohle noch in den Höhen + 131 und 139,5 N. N. Rohr-einlässe, um je nach dem Wasserstande im Talbecken Wasser in passender Tiefe für die Wasserversorgung entnehmen zu können. Die Mörtelmischung für das Ziegelmauerwerk der Einsteigschächte und die Wölbung der Zulaufstollen ist 1 Teil Zement, p4 Teil Kalk, ¹/₂ Teil Traß, 4 Teile Sand, für das Ziegelmauerwerk, zur Abmauerung der Rohrstellen und zur Einmauerung der Rohre ³/i Teil Zementmörtel (1 Zement, 3 Sand) und */* Traßmörtel (1 Kalk, V/₂ Traß, l³/4 Sand). Beide Einzelmörtel wurden zunächst für sich hergestellt und dann gemengt.

Die Einläufe zu den Rohrkanälen unter der Erdschüttung sind durch Gitter (Abb. 73, Schnitt?—m) abgedeckt, welche aus 3 cm starken Gasrohren in lichten Entfernungen von 7 cm hergestellt sind. Während der rechte Stollen in gerader Linie durch die Erdschüttung und Mauer hindurch geführt ist, bedingte die Enge des Tales für den linken Durchgang einen Knick. Die Schieberhäuser sind in Bruchsteinmauerwerk hergestellt und in den Außenflächen mit hammerrechten Steinen und Basaltlavasteinen verblendet. Die Eindeckung besteht aus Schwemmsteinen zwischen I-Trägern und darauf befestigten Schieferplatten.

Die durch die Mauer hindurchgehenden Rohre — zwei von 700 mm Lichtweite für Druckwasserentnahme und Leerlauf, eins von 350 mm 1. W. für Trinkwasserableitung — sind, soweit sie innerhalb der Stollenabmauerung liegen, geschweißte, mit Dichtungsringen versehene Rohre, verzinkt und asphaltiert. Alle übrigen Rohre innerhalb der Mauer sind asphaltierte Flanschenrohre. In die

Rohrleitungen sind in den Schächten wie unmittelbar hinter der Abmauerung Schieber eingelügt, so daß jeder Rohrdurchgang durch die Mauer durch doppelten Verschluß gesichert ist.

Talsperre der Stadt Nordhausen. Für die Wasserentnahme sind 2 Rohrstollen in der Mauer vorhanden, die an der Wasserseite durch einen kräftigen Mauerpfropfen geschlossen sind (Taf. I u. II). Die Zuführung des Wassers erfolgt durch Zulaufstollen bezw. Entnahmetürme. Ein 450 min weites Rohr im rechten Stollen dient zur Trinkwasserentnahme, ein 500 mm weites im linken Stollen zur Entleerung des Beckens. Zur größeren Betriebssicherheit haben diese Rohre eine Querverbindung außerhalb der Mauer an der Talseite erhalten, um bei etwaigen Betriebsstörungen eine Umleitung des Wassers von dem einen Rohre nach dem anderen zu gestatten.

Unmittelbar unterhalb der Talsperre und auf der ganzen Länge der Rohrleitung (11 km) verteilt sind im ganzen 3 selbsttätige Rohrabschlußventile, für den entsprechenden Druck bemessen, eingelegt, die bei Rohrbruch sich infolge der lebhaften Strömung schließen und ein Ausströmen aus dem Becken bzw. ein Leerlaufen der Rohrleitung und somit neben den Wasserverlusten Flurschäden verhindern sollen. In Verbindung mit diesen Vorrichtungen sind auf der Strecke Sicherheitsventile für einen Druck bis 20 Atm. angeordnet, die sich bei einer Drucksteigerung von etwa 10 m über den hydrostatischen Druck an der betreffenden Stelle öffnen und die Rohrleitung entlasten. Ein weiteres Sicherheitsventil befindet sich am Kraftwerk unmittelbar oberhalb der Turbine (s. Abb. 16).

Weitere Einzelheiten über die Ausrüstung dieser Rohrleitung s. Mattem, Ausnutzung der Wasserkräfte, II. Auf!., S. 211.

In eigenartiger Weise geschieht die Wasserentnahme für die zweite Druckleitung des Elektrizitätswerkes Kubel aus dem Sammelweiher durch einen Heber. Dieses 1600 mm weite Druckrohr wurde nachträglich eingebaut. Von einer Durchdringung der Mauer an ihrem Fuß konnte nicht die Kede sein, da hei dieser Arbeit der Weiher hätte gänzlich entleert und der Betrieb des Kraftwerkes sehr eingeschränkt werden müssen. Das Kohr wurde nach einem Vorschlag

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bleibende Teil des Beckens enthält nur 400000 cbm, ein Stauinhalt, unter den eine Absenkung im früheren Betriebe

nicht eingetreten war.

Das Heberrohr von 1600 mm Durchmesser durchbricht die Mauer in einem 4 m tiefen Schlitz und taucht senkrecht ins Wasser. Der innere senkrechte Schenkel hat eine Länge von 8,1 m. An seinem Ende ist eine Drosselklappe eingeschaltet. Die Öffnung gegen den M eilier ist mit einem Rechen aus Flacheisen versehen, der von der Mauerkrone aufgezogen werden kann. Ein in der Mauer \ei-ankertes Eisengerüst dient als Tragekonstruktion.

Die Oberkante des Rohreinlaufs befindet sich 8,50 m, der Heberscheitel 0, iOm unter dem höchsten Wasserstand im Weiher. Die Überführung der Heberleitung nach der Luftseite ist aus der Abb. 208 zu ersehen. Die normale Leitung schließt sich mit einem schwachen Gefälle von 4,7 v. II. an. Hier ist eine zweite Drosselklappe angeordnet sowie ein Schieber mit Leeilauf, der eine vollständige Entleerung des Hebers ermöglicht. In einem kleinen Häuschen ist der elektrische Antriebsmechanismus der Klappe und des Leerlaufs, sowie eine Zentrifugalpnmpe zum Auffüllen des Hebers untergebracht. Die alte und neue Leitung sind mittels einer 1000 mm weiten Leitung miteinandei ^ci-bunden, so daß die Anfüllung des Hebers von der alten Leitung aus geschehen kann¹,.

i) Schweiz. Bauzeit., Bd. XLVIII, Nr. 18.

Eine Heberleitung, bestehend aus 2 Rohren von je 1100 mm Lichtweite, ist beim Stauweiher in St. Christophe als selbsttätig wirkender Überfall vorhanden. Ferner findet sich eine Heberanlage am Staudamm von Mittersheim, die 7 cbm/sek abzuführen vermag, wobei der höchste Wasserstand nur 0,05 m über den gewöhnlichen ansteigt, s. Annal, d. ponts et chauss. 1869 I.

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i. 210. Schnitt durch Entnahmeturm und Schieberhaus.

Abb. 211. Ansicht des Entnahmeturmes, i. 209 bis 211. Betriebseinrichtungen für die Trinkwasserentnahme an der Katarakt-Talsperre (Australien).

Bei der Great-Falls-Kraftanlage (Amerika, Carolina) durchqueren die bis 5,6m weiten Druckrohre die Staumauer etwa in halber Höhe, und die Turbinen sind innerhalb des Mauerkörpers selbst eingebaut. Das Kraftwerk liegt unmittelbar am Fuße der Talsperre. Näheres s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 862. Diese Anlage ist nachgebildet dem Wasserkraftwerk Clermont-Ferrand in Frankreich¹)- Über die entsprechend ausgebildete Kraftwasserentnahme der Talsperre bei Mauer s. §42.

De la Brosse, Les Installations Hydroélectriques s. auch Mattem, Ausnutzung der Wasserkräfte, II. Aufl. 1908, S. 233.

Die K a t arakt-Talsp erre (Abb. 209—211). Durch die Sperrmauer, auf die ganze Länge eingemauert, sind 4 Rohre von 1,10 m Durchmesser hindurchgeführt, die während des Baues zur Wasserableitung dienten. Nach Beendigung des Baues wurden die Rohre an der Wasserseite durch Deckelplatten verschlossen. Die beiden äußeren Rohre wurden ganz außer Betrieb gesetzt. Die Betriebswasserentnahme geschieht durch die beiden mittleren Rohre. Der Wasserzutritt erfolgt durch einen vorgebauten und mit dem Mauerkörper der Sperre durch Eisenbetonanker verbundenen Entnahmeturm, der mit einer großen Zahl verschließbarer und vergitterter Einlauföifnungen versehen ist. Für den Wasserzulauf zu den eigentlichen Entnahmebrunnen sind 4 durch Schützen verschließbare Öffnungen in verschiedener Höhe angeordnet. Die Rohre stehen an der Luftseite durch ein Querrohr in Verbindung. Das Schieberhaus ist in Eisenbetonbauweise derart eingerichtet, um dem Anprall der über den Überlauf strömenden Wassermassen stand zu bieten. Kennzeichnend ist die Verengung der Rohre in den Schiebern auf 90 cm Durchmesser. Es geschieht dies, um an Kosten für die Schieber zu sparen. Die geringfügige Vermehrung des Strömungswiderstandes durch die Verengung tritt gegenüber diesem Vorteil durchaus zurück¹).

bj Umlaufstollen für die Betriebs(Nutz-)Wasserentnahme.

Es ist in den einleitenden Ausführungen auf S. 347 bemerkt worden, daß es bei kleineren Anlagen, bei denen sich die Entnahmeötfnungen in mäßigen Grenzen halten, unbedenklich erscheint, Durchlässe im Mauerwerk für die Betriebswasserentnahme auszusparen. Jedenfalls wird durch diese Anordnung gegenüber den Stollenumläufen stets eine wesentliche Kostenersparnis erzielt werden, und dieser Punkt darf gewiß nicht außer Acht bleiben, wenn es gilt, mit einem geringsten Aufwand an Kosten ein Werk zu schaffen, ohne seine Betriebs- und Standsicherheit zu gefährden. Wenn aber bei Sammelbecken mit großen Betriebswassermengen einerseits die Rücksicht auf Sicherheit der Anlage diesem Vorgehen eine Grenze setzt und zu Stollenanlagen führt, so können doch auch andere Betriebsrücksichten dazu führen, wenn z. B. die Ableitung des Nutzwassers nicht in das abgesperrte untere Tal, sondern in ein Seitental und ein anderes Niederschlagsgebiet stattfindet. Große Sammelbeckenanlagen zeigen mehrfach derartige Anordnungen. Ein Beispiel hierfür bietet die unten beschriebene Urftalsperre.

Bei diesen Stollen finden sich, wie bei den Anlagen in der Mauer, zwei Bauweisen. Entweder dient der Stollenausbruch nur zur Aufnahme der Rohrleitungen oder zur eigentlichen Wasserabführung. Je nach diesem Zweck ist die Anordnung im einzelnen zu gestalten. Bei Rohrleitungen ist auch in diesem Fall, dort, wo die Leitungen vom Staubecken abzweigen, eine feste Abmauerung, durch die die Rohre hindurch geführt werden, notwendig. Mit dieser Abmauerung werden dann meist die Vorrichtungen zum Absperren der Leitungen vereinigt, sei es, daß sie in freistehenden gemauerten Türmen oder in Schächten Platz finden, die in dem Gestein des Berghanges ausgesprengt und ausgemauert sind. Bei langen Stollen kann eine doppelte Absperrung an beiden Stollenenden in Frage kommen. Über diese konstruktiven Einzelheiten geben die nachstehend besprochenen Beispiele wie auch die Darlegungen in § 42 einigen Aufschluß.

Dort wo die Wasserabführung in den Stollen unmittelbar stattfindet, hat man ferner für eine gute Abdichtung und möglichste Glätte der Wandungen zu sorgen. Die erstere soll bei diesen Stollen, die unter dem Druck des im Becken gestauten Wassers stehen, Wasserverluste, die zweite Reibungsverluste vermeiden oder wenigstens vermindern. Die Abdichtung erfolgt in Beton oder Mauerwerk, dessen Wirkungsweise durch eine gute angemessen starke Putzlage (mindestens 25 bis 30 mm) mit Theer oder Siderosthen-anstrich erhöht wird. Diese Auskleidung der Stollen in druckreichem und klüttigem Ge-

Minutes of Proceedings of the Institution of Civ. Engin. 178 Band. Sess. 1908/09, TeillA .

birge ist eine teure Arbeit, die die Ausftihruugskosten wesentlich und oft unvermutet steigern kann, wenn die geologische Erforschung des Gebirges hinsichtlich seiner Standfestigkeit, seiner Wasserführung und des Gebirgsdruckes bei der Entwurfsaufstellung nicht

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Abb. 212. Lageplan der Talsperre au der Gileppe mit den Betriebseinrichtungen. Ungef. Maßstab 1:10000.

in ausreichendem Maße stattgefunden hat. Vorsicht ist da jedenfalls zu empfehlen, wie sich bei der Durchfahrung des Gebirges bei einigen Talsperrenanlagen im rheinisch-westfälischen Schiefergebirge erwiesen hat¹). Es sei besonders auf die ungünstigen Erfahrungen beim Bau des Stollens für die Urfttalsperre und der Wasserleitung der Neyetalsperre hingewiesen.

Nach diesen allgemeinen Erörterungen erscheint es zweckmßig, die Einzelheiten der Anordnungen an einigen Beispielen zu erläutern.

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Abb. 213. Gileppe Talsperre. Schnitt durch die Mauer mit Überlauf und Kaskade. 1 : 2000.

Die Entnahmevorrichtungen an der Talsperre der Gileppe sind in Abb. 212 u. 213 dargestellt. An den Punkten R und Hi ist der Einfluß des Wassers in die Stollen HLD und R^L^E. Bis Jund Ą fließt das Wasser in denselben und geht dort in jedem Stollen in zwei gußeiserne Rohre von 0,85 m Durchmesser über. Bei K und Al ist der erste Abschluß durch Doppelventile, welche von den daselbst angelegten Schächten aus durch einen Kurbelmechanismus nötigenfalls geschlossen werden können. Auch ist je eins der Ventile selbstwirkend, wenn durch 0,1 m wmite Nebenrohre der Druck an beiden Seiten der betreffenden Ventile ins Gleichgewicht gebracht wird. Bei L und Li ist ein zweiter Abschluß angelegt, und es liegen dort die als Schieberventile konstruierten Sicherheitsabschlüsse. Bei E und D endlich liegt der dritte Abschluß; an dieser Stelle vereinigen sich die Rohrleitungen und gelangen nach dem Behälter G. Die Vereinigungsstelle ist mit Ausgußrohren ausgerüstet, welche bei Entleerung des Sammelbeckens in Wirksamkeit treten. Der genannte Behälter aber zerfällt in drei Teile: den »Wellenbrecher«, den Reinigungsapparat und das Verteilungsbecken.

Der Wellenbrecher, welcher in einem 5,25 m langen Behälter liegt, besteht aus 11 hintereinander stehenden Ringen von Gußeisen, deren innerer lichter Durchmesser sich von 0,775 m bis zu 0,1 m nach

V) Über Druckstollen s. auch des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte. 2. Aull. Leipzig

1908, S. 158.

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und nach vermindert, und deren letzter .ganz geschlossen ist. Auch die äußeren Durchmesser dieser Ringe nehmen nach und nach ab ; oben und unten tragen sie Verlängerungen, welche mit T-Eisen vernietet sind; das untere T-Eisen ist auf dem Boden befestigt. Das Wasser fließt von innen nach außen, und bei jedem Ringe bricht sich ein Teil des Wasserstromes.

Aus dem Behälter des Wellenbrechers kann das Wasser durch seitwärts liegende Kanäle unmittelbar abgeleitet werden, wenn diese aber geschlossen sind, fällt es über eine Trennungsmauer und sodann, durch ein enges Gitter und ein Sieb gereinigt, in einen zweiten 7,20 m langen Behälter. Das Wasser gelangt nun in einen Wassermeßapparat, sodann in das Verteilungsbecken, aus welchem es zum Teil der nach Verviers führenden überdeckten Leitung, teils dem Bette der Gileppe und dadurch der Vesdre zugeführt wird, deren Anwohner ein Recht auf die Benutzung eines Teiles des Wassers der Gileppe haben¹).

Entnahmeeinrichtungen ander Urfttalsperre. In Abb.214 sind die Einzelheiten der Kraftwasserstollens dargestellt, welcher von dem Urfttalbecken das Betriebswasser unter Druck nach der Kraftstation im Ruhrtal bei Heimbach leitet. Der Stollenanfang im Urftbecken hat dort, wo eine genügende Felsüberdeckung bereits vorhanden ist, einen Verschlußscliieber, dessen Gestänge in einem Bedienungsschachte liegt. Schließt man diesen Schieber, so kann der Stollen entleert und von der Kraftwasserstation aus begangen werden. Der Kraftwasserstollen ist so angelegt, daß einerseits bei Füllung mit Wasser sich keine Luftsäcke in demselben bilden können und daß andererseits eine vollständige Entleerung durch geringes Sohlengefälle nach der Kraftstation hin stattfinden kann. Soll der Kraftwasserstollen wieder in Betrieb genommen werden, so wird er zunächst durch eine Umleitung mit Schiebern, vom Talbecken her mit Wasser gefüllt, während die Luft durch ein Entlüftungsrohr aus dem Stollen entweichen kann. Ist auf beiden Seiten des Hauptschiebers der Druck ausgeglichen, so kann mit verhältnismäßig kleinem Kraftaufwande der Verschlußschieber gehoben werden. Die Länge des Stollens beträgt 2700 m.

Am Stollenende in der Nähe der Kraftstation geht der Kraftwasserstollen von 6,5 qm normalem lichtem Querschnitt über in 2 aus Stahlblechen hergestellte Druckrohrleitungen von je 1,5 m Lichtweite.

Abb. 214. Druokstollen

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i) I. Aufl. d. Kapitels S. 260.

An diesem Stollenende und vor den beiden Stahlblechrohren sind zur Sicherheit doppelte Verschlüsse vorgesehen, deren einer als Notverschluß zu dienen haben würde. Auch hier ist eine Umleitung mit Schiebern angewandt, um vor der Bedienung eines Hauptschiebers einen Druckausgleich auf beiden Seiten zu veranlassen.

An der Übergangsstelle aus dem Stollen in die Stahlblechrohre ist eine Abdichtung des in besonders festem Felsen daselbst ausgeführten Rohrstollens in einer Länge von 25 m vorhanden. Drei Dichtungsschichten innerhalb dieser Abmauerung bzw. Ausbetonierung sollen das Durchsickern des zeitweilig unter hohem Druck stehenden Wassers verhindern.

Die Gestänge der Schieber gehen durch einen mit Stahlblechen ausgepanzerten, um dieselben herum in Beton gestampften Schieberschacht, von 2,5 m lichtem Durchmesser, der in seinem oberen Teile eine Erweiterung auf 3,80 mx3,80 m erhält, die dazu dienen soll, bei etwaiger unvorhergesehener plötzlicher Abstellung mehrerer und selbst aller Hochdruckturbinen der Kraftstation die in der sich bewegenden Wassermasse enthaltene lebendige Kraft durch Hebung des Wasserspiegels in diesem Schacht langsam zu vernichten, ohne zu große Pressungen im Stollen und in den Stahlblechrohren zu Rechnungsmäßig würde

erzeugen.

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becken und beim plötzlichen Abstellen aller Turbinen der Wasserspiegel in dem oberen, erweiterten Teile dieses Schachtes sich um etwa 12,5 m heben können. Es ist daher bis zur Höhe von 355 m über N. N. der Schacht ausgeführt, und es ist zur größten Vorsicht in dieser Höhe ein freier Überlauf nach einer benachbarten Talmulde hin angeordnet worden. Es findet durch den Stollen eine Betriebswasserentnahme von 6 bis 9 cbm/sek statt. Der Stollen ist ausbetoniert und mit einem glatten inneren Putz versehen, um Wasserverluste zu vermeiden und die Reibung des strömenden Wassers zu vermindern.

Es sei bemerkt, daß außerdem durch den rechten Hang der Urfttalsperre ein zweiter Stollen geführt ist. Dieser Entlastungsstollen (Abb. 241), welcher zur Ableitung des Urftwassers während des Baues der Talsperre diente, wurde auf 20,5 m Länge in Beton abgedichtet und mit 2 Ablaßrohren von 700 mm Lichtweite versehen. Diese Rohre haben doppelseitige Verschlußschieber, um — wenn es nötig sein sollte — in Verbindung mit den in der Sperrmauer vorhandenen Rohren und Schiebern zur Entlastung des Talbeckens zu dienen.

Die wasserseitigen Verschlüsse dieser Rohre werden durch einen Schacht bedient, den man in der Höhe der Mauerkrone und von derselben aus durch eine Bedienungsbrücke erreichen kann. Die luftseitigen Verschlüsse dieser Rohre, welche für gewöhnlich bedient werden sollen, sind durch das untere Ende des Entlastungsstollens von einer Längsgalerie aus erreichbar, welche oberhalb des zu erwartenden höchsten Wasserspiegels in diesem Stollen liegt¹). Die Stollen in der Sperrmauer selbst entsprechen in ihrer Anordnung den Einrichtungen der oben beschriebenen Solinger Anlage.

Als bemerkenswert für amerikanische Anlagen ist hervorzuheben, daß es die dortigen Ingenieure bei größeren Entnahmeeinrichtungen ebenfalls vorziehen, diese in Stollen, die in den seitlichen Berghängen liegen, anzuordnen, um die Mauer nach Möglichkeit vor Durchbrechungen und Öffnungen zu schützen. Ebenso werden die Hochwasserüberläufe weniger über die Mauer selbst als über die seitlichen Hänge geführt. Einige Mitteilungen hierüber mögen folgen.

Im Westen Nordamerikas sind für Bewässerungszwecke 3 große Staubecken errichtet,

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Abb. 215. Ansicht und Querschnitt der Patlifinder-Talsperre.

und zwar

das Roosevelt-Becken von 1730 Mill. cbm Staninhalt,

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das erstere am Salzfluß in Arizona, die beiden letzteren im Südosten bzw. Norden des Staates Wyoming von 84, 65 und 100 m Gesamtmauerhöhe. Die Stauhöhe dieser Becken, d. i. die Stauhöhe über den Entlastungs- bzw. Entnahmestellen, beträgt 69, 57 und 75 m²).

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und

t) Iritze, Talsperrenanlagen in Rheinland und Westfalen. Weltausstellung St. Louis 1904.

²) Journal of the Western Society of Engineers, Aug. 1906, s. auch S. 5 u. Attachée Bericht 514 vom 2. Mai 1911 im preuß. Minist, d. öff. Arbeit.

Diese drei Sperrmauern sind ausgerüstet mit Entnahmeeinrichtungen, die ganz verschieden sind von jenen Betriebseinrichtungen, die im Osten Nordamerikas an Becken für Trinkwasserzwecke getroffen werden. Anstatt Entnahmetürme und eiserne Bohre, die durch Schieber verschlossen sind, haben diese Mauern des Westens große Tunnel, die in den beiderseitigen Hängen um die Eianken der Mauer herumgeführt werden, so daß die Mauer selbst von jeder Durchbrechung frei bleibt. Der Zweck dieser Tunnel ist, größere Wassermengen abfiihren zu können, als dies gewöhnlich erforderlich ist bei der Entnahme für Trinkwasserzwecke. Das Staubecken von Wachusett (Trinkwasserversorgung) hat z. B. 4 Gußeisenrohre von 1,20 m Durchmesser, die durch Schieber verschlossen sind und bei gefülltem Becken ein Abführungsvermögen von 70 cbm/sek besitzen. Für Bewässerungszwecke müssen größere Wassermengen entnommen werden können. Der Tunnel an der Roosevelt-Sperrmauer hat bei voller Stauhöhe eine Leistungsfähigkeit von 280 cbm/sek. Hier würden 14 Bohre mit einem Durchmesser wie bei dem Wachusett-Damm nötig sein, um das erforderliche Wasser entnehmen zu können. Da diese Mauer in der Talsohle nur 42 m lang ist, so ist ersichtlich, daß etwa die Hälfte der Mauer aus Öffnungen bestehen würde. Dadurch würde die Mauer auf das empfindlichste gerade an der Stelle geschwächt, an der die größte Standsicherheit nötig ist.

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Abb. 216. Lageplaa der Pathfinder-Talsperre mit den Betriebseinriclitungen.

Pathfinder-Talsperre (Abb. 215 u. 216). Der Stollen umgeht die Mauer an der Nordseite und wurde schon vor dem Bau der Sperre durchgebrochen, um die Wasserumleitung während der Bauzeit aufzunehmen. Der mit Beton ausgekleidete Stollen ist 146 m lang und hat 3 zu 4 m Querschnitt. Die Abzweigung ist etwa 55 m oberhalb der Mauer, die Ausmündung liegt erst 110 m unterhalb. Der Abschluß des Stollens wird geregelt durch vier Hochdruckschieber, die an der Sohle des Absperrschachtes 56 m tief eingebracht sind; ihre Bedienung erfolgt von einem über Tage liegenden Maschinenhaus. In 16 m Abstand ist ein zweiter Schacht abgeteuft, der Schieber aufnehmen soll, die die ab-geiassene Wassennenge fein abzustufen ermöglichen. Abb. 215 gibt die Ansicht und den Querschnitt dieser in enger Schlucht bogenförmig errichteten Talsperre. Die Mauer ist bei einer größten Höhe von 65 m auf festen Fels gegründet und in rechtwinklig behauenen Steinen ausgeführt. Weiteres s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1909, S. 472. Über die Betriebserrichtungen der Shoshone-Talsperre s. § 41 u. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 571, der Arrowrock Sperre Eng. Rec. vom 6.4.1912.

c) Die Verschlußvorrichtungen.

Allgemeines. Für die Anlage der Verschlußvorrichtungen der Entnahmestollen in der Mauer, der Umlaufstollen in den seitlichen Berghängen der Talsperre oder der durch das Mauerwerk hindurchgehenden Rohre u. a. m. treten mehrere grundsätzliche Fragen auf. Es ist zu prüfen, an welcher Stelle dieser Entnahmekanäle der Abschluß liegen soll, an der Wasserseite oder im luftseitigen Teile der Mauer, ferner, ob ein doppelter

Verschluß erfolgen soll oder eine Absperrvorrichtung an einer Stelle genügt. Die Lage, die Bewegungsvorrichtungen der Schieber, Schütze usw. ist zu untersuchen. Diese können möglichst in der Nähe der bewegten Stücke oder in Höhe der Mauerkrone und über dem Wasserspiegel des gestauten Beckens liegen.

Bei deu alten spanischen Talsperren liegt der Abschluß am Ende d. h. an der Luftseite des Kanals. Diese Lage hat den Vorteil, daß die Verschlußvorrichtungen jederzeit gut zugänglich sind und die Bewegungseinrichtungen langer Gestänge zur Übertragung der Kraft nicht bedürfen. Der Nachteil ist, daß die Mauer innerhalb des Stollens bei gefülltem Becken unter dem vollen Wasserdruck steht.

Bei den älteren deutschen Anlagen in Rheinland und Westfalen liegt der Abschluß meist innerhalb der Mauer, nächst der Abmauerung. Auch hierbei kann das Vorgelege dem Abschluß nahe gelegt werden, als Nachteil ergibt sich aber ein beengter Raum für die Unterbringung des Schiebers, falls nicht übermäßig große Hohlräume im Mauerinnern geschaffen werden sollen. Es muß einerseits die erste Bedingung sein, diesen Raum so groß auszugestalten, daß der Mann an der Kurbel freie Beweglichkeit hat, um in natürlicher Lage des Körpers seine Kraft voll zur Anwendung zu bringen. Die Stollen in der Mauer werden andererseits naturgemäß so enge als angängig gehalten, um die Durchbrechung der Mauer auf ein geringstes Maß herabzumindern. Wo Bedenken vorhanden sind, daß dann innerhalb der Mauer ein zu großer Leerraum geschaffen würde, da sollte man diese Schieber an das Ende der Mauer und außerhalb derselben in besonderen Schieberhäusern unterbringen. Hier kann man die Schieber leicht zugänglich machen, ihnen gute Lichtzuführung geben und genügenden Platz für die Bedienung schaffen. Erforderliche Abänderungen lassen sich hier ohne Schwierigkeit vollziehen, während Umänderungen in den Stollen immerhin nicht einfach auszuführen sind; auch auf Bedenken stoßen könnten.

sofern Umlaufkanäle, wie vielfach in Amerika, vorhanden

Vielfach findet sich wie bei den spanischen Mauern so auch bei früheren deutschen Ausführungen nur ein Verschluß. Doch haben Betriebserfahrungen erkennen lassen, daß im Sicherheitsinteresse ein doppelter Verschluß der Entnahmekanäle notwendig ist. Bei dieser Anordnung empfiehlt es sich, den ersten Abschluß oberhalb der Sperrmauer anzulegen, sei es in Eutuahmetürmen, die dann zur Hochführung und zum Schutz des Gestänges dienen (Taf. I, Abb. 4 und Taf. II), oder frei im Wasser liegend (Vogesenweiher Abb. 221). Der zweite Abschluß wird zweckmäßig an der Luftseite in besonderen Schieberhäusern untergebracht. Bei diesem doppelten Abschluß mittels Zugschieber an der Wasserseite und Spindelschieber im Stollen erfolgt im Betriebe die Bedienung meist so, daß zunächst der Spindelschieber geschlossen wird. Dadurch ist der andere Schieber entlastet und kann nun leichter bewegt werden. Aber man geht hier noch einen Schritt weiter. Sicherlich ist es für die Übersichtlichkeit des Betriebes vorteilhafter, wenn die Regelung der Bewegungsvorrichtungen möglichst zentralisiert und in Höhe der Mauerkrone liegen, wo sie auch zugleich am besten zugänglich sind. Diesem Gedankengange folgend scheint das amerikanische Vorgehen beachtenswert. Man bewegt dort bei großen Anlagen die Schieber hydraulisch mittels der durch das Talsperrengefälle gewonnenen Kraft. Die hydraulischen Zylinder legt man in Kammern innerhalb des Felsens sind — in der Nähe der Schutzen; ihre Bedienung aber — die Umschaltung des Druckwassers — geschieht von der Mauerkrone aus. Auch Elektrizität kann für diese Betriebsart benutzt werden, wozu die mit den Talsperren oft verbundenen Elektrizitätswerke den Strom liefern können.

Jedenfalls empfiehlt es sich, die Bewegungsteile im Vorgelege oberhalb des Wasserspiegels in einem Aufbau z. B. über den Scbieberschäcbten unterzubringen, damit die dem Bruche leicht ausgesetzten Zahnräder jederzeit zugänglich sind oder man muß den amerikanischen Ingenieuren folgen, die bei Handbetrieb die Bewegungsvorrichtungen der Schieber, Schützen usw. möglichst nahe an die letzteren heranlegen, um die Kraftübertragungsverluste zu vermeiden, die in den langen Gestängen entstehen. Sie machen daher von Schächten und Stollen, die gegen das Becken wasserdicht abgeschlossen und daher jederzeit zugänglich sind, vielfach Gebrauch.

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Die Frage, wie die Schützen oder Schieber, die dem Staubecken zunächst liegen, im gegebenen Falle trocken gelegt und ausgebessert werden können, ist eine schwierige. Beim Assuan-Staudamm an dem im Flußbett viele lose

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Steine und Felsblöcke lagern, sind Rollvorhänge aus wagerecht aufgehängten I-Eisen mit Holzzwischenlagen und Gummiabdichtung vorgesehen, die vonoben herunter gelassen werden können und so die beschädigten Schutze schließen. Außerdem können noch kräftige eiserne Rechen vor die Öffnung gehängt werden.

Abb-217. Spindelscbieber von 2000 mm lichter Weite mit außenliegenden Gewinden. Antrieb von Hand oder mittels druck künstlich entlastet und hochgezogen werden.

Elektromotor.

Für die Talsperre von Mauer in Schlesien hatte Intze sog. Notfällen vorgeschlagen, die etwa ausbesserungsbedürftige Schieber abschließen sollten. Diese als Flachschieber gedachten Notfällen sollten beim Herunterlassen in einem eigens für sie errichteten Schacht sich vor die Rohröffnung und durch den Wasserdruck fest anschließen. Nach geschehener Ausbesserung konnten die Schieber durch Innen-

Die

Einrichtung ist jedoch nicht zur Ausführung gelangt.

Die konstruktiven Anordnungen der Verschluß Vorrichtungen. Als Verschlußvorrichtungen sind in Gebrauch:

1.    Rohrschieber (Wasserschieber), in Gehäusen sitzend.

2.    Flachschieber.

3.    RollschUtze.

4.    Drehschütze.

5.    Segmentschütze.

6.    Glockenventile (Cylinderschütze).

1. Rohrschieber.

Die Rohrschieber gewöhnlicher Bauart, wie sie zum Abschluß von Wasserleitungsrohren benutzt werden, sind bei den Talsperren viel zur Anwendung gekommen und haben sich im ganzen bewährt. Nur erfordern die besonderen Ansprüche, welche die Talsperrenschieber zu erfüllen haben, ihre eigene konstruktive Berücksichtigung. Sie sind als Gleitschieber ausgebildet und man unterscheidet:

Die Spindelschieber, bei denen das Vorgelege auf dem Gehäuse der Schieber sitzt und die Bewegung des Schiebers mittels Schraubenspindel erfolgt (Abb. 217 u. 218) und

die Zugschieber, bei denen die Bewegung mittels Zug- oder Druckgestänges geschieht (Abb. 219).

Die Schieber, welche in den Schächten an der Wasserseite liegen, sind bei neueren Anlagen als Zugschieber, die in den Stollen hinter der Abmauerung als Spindelschieber ausgebildet. Bei den ersteren erfolgt die Bedienung auf große Entfernung hin mittels Gestänge. Werden hierbei Anordnungen benutzt, bei denen die Spindel unten am Schieber sitzt, so wird beim Öffnen und Schließen das Gestänge auf Verdrehen beansprucht. Durch die Verdrehung wird nun einerseits das Gestänge in seiner Wirksamkeit insofern behindert, als beim Wechsel der Bewegungsrichtung infolge der großen Länge tote Gänge entstehen, bis die Spindel anzieht, anderseits müssen bei der Drehung weitere Widerstände überwunden werden. Das Gestänge läßt sich auch bei der besten Ausführung schwer genau nach einer mathematisch geraden Linie ausrichten. Da nun das Gestänge auf je 3 bis 5 m in festen Stützpunkten von Konsollagern geführt wird, so muß es bei der Rund-bewegung in diesen kleinen Ungenauigkeiten ausgerichtet werden.

Dies erfordert bedeutende Kraftäußerung. Es ist daher vorteilhaft, vor allem bei hohen Sperrmauern, das Gestänge nur in seiner Längsrichtung zu beanspruchen. Dies geschieht, wenn die Spindel an die obere Bedienungsbrücke verlegt wird. Dann ist das Gestänge für die Übertragung von Zug- und Druckkräften einzurichten. Derartige Zugschieber wurden zum ersten Mal nach dem Vorschläge des Verfassers an der Solinger Talsperre ausgefiihrt.

Fernerhin erscheint es ratsam, den Schiebervorgelegen eine große Übersetzung zu geben, damit das Öffnen und Schließen durch einen Mann mit Sicherheit erfolgen kann. Es kommt hierbei im allgemeinen weniger darauf an, daß der Schieber schnell bewegt werden kann; die Zeit hierfür steht innerhalb gewisser Grenzen frei zur Verfügung, aber es ist von Wichtigkeit, daß die Bewegung eine leichte ist. Denn der Talsperrenwärter ist    Handt>e'trferllieber

meist allein und bei der Abgelegenheit solcher Bauten hat er nicht gleich jemand zur Hilfe, wenn ihm Schwierigkeiten im Betriebe entgegentreten.

Um die Reibung am Aufhängepunkt des Gestänges d. h. dort zu vermindern, wo das Gewicht des Gestänges und der Schutztafel wirkt, sind bei neueren Bauten u. a. an der Solinger Talsperre und auch bei amerikanischen Anlagen Kugeln oder Rollen eingeschaltet. Einige weitere Mitteilungen über derartige Konstruktionen in Amerika s. Wegmann. Design and Construction of Masonry Dams, 5. Aufl., 1908, S. 52.

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Die Berechnung der Zugschütze für die zum Öffnen erforderliche Zugkraft Z in kg erfolgt nach der Formel:

Z = ;i • 1000 h ■ F + G

u Reibungsbeiwert,

F Fläche der Schutze in qm, h Druckhöhe in m,

G Gewicht der Schütze in kg.

Für die Berechnung der Vorgelege ist es von Wichtigkeit, die Widerstände richtig in Ansatz zu bringen. Für Wasserschieber rechnet man mit einer Reibungszahl u = 0,1.

worin bedeutet,

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Abb. 219. Zugschieber mit EollenfiibruDg des Gestänges.

Hiernach für Talsperren berechnete Vorgelege haben sich in der Praxis nicht als genügend stark erwiesen. Nach den Versuchen von Rennie wächst der Reibungswert mit dem Normaldruck. Da man es bei Talsperrenschiebern mit hohem Wasserdruck zu tun hat — die neueren Anlagen haben Stauhöhen bis 75 m — so wird man in solchem Falle bei Verwendung der üblichen Schieberkonstruktionen eine Reibung /t = 0,31 zugrunde legen müssen.

Die Nachteile der schweren Bewegbarkeit der nach gewöhnlichem Verfahren berechneten normalen Rohrschieber (u =0,1) treten im besonderen zutage bei Lichtweiten der Rohre über 800 mm und bei Stauhöhen Uber 20 m. Nach den Beobachtungen von □ Bachmann¹) treten die erhöhten Be-wegungswiderstände nicht im Anfänge der Bewegung, sondern erst während der fortschreitenden Bewegung unter den Einflüssen des durchströmenden Wassers auf. Aus diesen Untersuchungen ergab sich, daß es zweckmäßig ist, die Keilform des Schiebers u bei hohem Wasserdruck und großer Durchflußgeschwindigkeit zu vermeiden, den Verschlußkörper vielmehr als möglichst dünne Platte auszubilden. Das gleiche gilt für größere Schütze, die unter hohem Druck arbeiten. Auch hier ist es vorteilhaft, die dem lotrechten Aufdruck des Wassers ausgesetzten oberen Flächen, ebenso wie die bei der Durchströmung desWassers entlasteten unterenFlächen möglichst klein und daher die Schützen dünn und schmal zu machen, ihnen also eine längliche Form zu geben. Um Sicherheit gegen schwingende Bewegungen zu haben empfiehlt, es

S. 671.

i) Zentralbl. d. Bauverwaltung 1909,

¹

   F echt, Über die Anlage von Stauweihern in den Vogesen. Zeitschr. f. Bauwesen 1889.

²

²)    Engineering v. 27. Okt. 1905.

sich, die Schieberkeile möglichst auf ihre ganze Länge zu führen. Für weitere Einzelheiten sei auf die angegebene Quelle verwiesen.

Solinger Talsperre (Abb. 218 u. 219). Als Triebwerke sind bei allen Schiebern Schneckenvorgelege angeordnet, mit einer lSQofachen Übersetzung für die 700 mm-Schieber und lOfachen Übersetzung für die kleinen Schieber. Das Öffnen dauert hierbei 7 bis 9 und 4 bis 5 Minuten. Für die Wahl der'Schneckenvorgelege sprach der Umstand, daß sie gegenüber den Zahnradvorgelegen weniger Platz einnehmen. Die Triebwerkteile sind durch Einkapselung äußeren Einflüssen entzogen. Das Gestänge der Zugschieber besteht aus Hü-Eisen, die durch zwischenliegende gußeiserne Eollen in Abständen von 5,0 m lose geführt werden. Die langen Gestänge sind durch Kugellager getragen. Die Kollen-führnng ist verstellbar. Die Vorgelege besitzen Selbsthemmung.

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Abb- 220. Selbsttätiger Hochdruckrohrabschluß (Drosselklappe) mit lufteinlaßWappe und Stellwerk an der Talsperre der Stadt Nordbausen a/Harz.

Die Schieber sind im Innern sämtlich mit abgesetztem Durchgang (ohne Kille) versehen. Diese Anordnung hat den Vorteil des besseren Schließens. Irgendwelche Ablagerung wird beim Schließen hinweggespült. Die Zugschieber sind auf ihren Unterlagen verankert, um gegenüber den bedeutenden, beim Öffnen der Schieber auftretenden Zugkräften die Verschraubungen der Schieber und Eohre zu entlasten.

2. Flachschieber.

Die Flachschieber haben den Vorteil, daß die erhebliche durch die Keibungs-widerstände verursachte Biegungsspannung im eingemauerten Eohre infolge Verkürzung des Hebelarmes vermindert wird. Sie finden vornehmlich dort Verwendung, wo ihr

Nordhausen (Taf. I, Abb. 3, Taf. II, Abb. 1 bis 8). Der Abschluß in den Schächten an der Wasserseite erfolgt durch Zug- und Flachschieber, deren Gestänge in den Schächten hochgeführt sind. Die Vorgelege liegen in Mauerkronenhöhe, in Aufbauten der Entnahmetürme. Das 70 cm weite Entleerungsrohr im linken Stollen hat an der Luftseite einen zweiten Abschluß durch einen Spindelschieber erhalten. Das Trink- und Kraftwasserrohr im rechten Stollen hat hier neben Spindelschieber ein selbsttätiges Abschlußventil (Abb. 220), das sich schließt, falls ein Kohrbruch unterhalb erfolgt. Der Schluß wird durch die stärkere Wasserströmung herbeigeführt. Ein elektrischer Anschlag benachrichtigt den Talsperrenwärter von dem Vorgänge. Weitere Spindelschieber ermöglichen die wechselweise Umschaltung des Wasserweges durch ein Querrohr zwischen den beiden Stollenleitungen (s. auch S. 356).

Gestänge — wenn es im freien Wasser liegt — die notwendige Führung an der Mauerfläche findet. Die Berechnung erfolgt wie im Falle 1.

Alfeldweiher. Der Verschluß ist durch zwei eiserne Schütze bewerkstelligt, die mittels zweier Zahnstangen mit Vorgelege von der Mauerkrone aus bewegt werden (Abb. 221). Die eisernen Schütze haben 40 mm Stärke und laufen in eisernen Eahmen, die mit starken Steinschrauben im Mauerwerk befestigt sind. Die Gestänge bestehen aus schmiedeeisernen Röhren von 105 mm äußerem Durchmesser und aus 50 mm starken Rundeisen, welche von den Röhren umgeben sind. In Abständen von je 3,0 m werden die Gestänge durch eiserne Führungen gehalten. Beim Aufziehen der Schützen

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Vorderansicht fjj jl 1 des Verschlusses.

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werden nur die Rundeisen beansprucht, beim Schließen treten auch die Röhren in Wirkung und verhindern ein Ausbiegen der Gestänge. Die Übersetzung ist so gewählt, daß beim stärksten Wasserdruck ein Mann die Schützen bewegen kann¹)-

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3. Rollschütze.

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Flachscliieber an der Talsperre des Alfeldrveihers. 1:30.

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Bevor die Rollschütze bei den neueren Talsperrenanlagen Verwendung gefunden halben, haben sie sich nach den Erfahrungen bei Schleusenanlagen in dauerndem Betriebe als durchaus verläßlich erwiesen. Sie sind u. a. bei der unter der Leitung des Verfassers erbauten Schitfschleuse amKraffohlkanali'Ver-bindungskanal zwischen Nogat und Elbingfluß), verwandt worden und haben sich dort gut bewährt und stets betriebsfähig gezeigt. Auch bei Triebwasserkanälen kommen sie vor, u. a. am Abschluß der Einlaßschleuse für das Solinger Elektrizitätswerk. Es ist der geringere Kraftbedarf der rollenden statt der gleitenden Reibung, der ihnen den Vorzug verleiht. Allerdings liegt es an der Nutzbarkeit der rollenden Reibung, daß diese Schütze im allgemeinen nicht einen vollkommen wasserdichten Abschluß liefern. Man erreicht diesen am besten durch eine schräge Anlauffläche, die beim Schluß im letzten Augenblick ein festes Anliegen der Schließflächen herbeiführt.

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1: 200.

Als wesentliche Gesichtspunkte für die Konstruktion der Rollschütze sind zu beachten, daß die Materialbeanspruchungen der Rollen, Walzen und Halslager das zulässige Maß nicht überschreiten und daß die Beweglichkeit der Rollen allzeit gesichert ist. Im Interesse der Betriebssicherheit empfiehlt es sich, kleine Sonderschächte anzuordnen, in welchen die Gegengewichte, die das Gewicht der Schütze ausgleichen, sich auf und ab bewegen. Falls die Kette, an der die Gewichte hängen, reißt, wie dies im Betriebe von Rollschützen an einer Schleusenanlage geschehen ist, so würde, wenn Rollschütz und Gegengewicht in einem Schacht untergebracht

sind, das herunterstürzende Gewicht die Rollschütze betriebsunfähig machen. Bei Bemessung der Kettenstärke ist daher besondere Sorgfalt nötig. Bei großen Rollschützen mit bedeutender Wasserlast empfiehlt es sich, um die Reibung noch mehr zu vermindern die gleitende Reibung der Rollenachsen durch Einlegung von Walzenrollen in rollende Reibung umzuwandeln. Um an Kosten zu sparen, kann es in Betracht kommen, bei selten bewegten Schutzen auf die Gegengewichte zu verzichten und Ketten sowie Vorgelege ausreichend stark zu bemessen, um das volle Gewicht zu heben. Ketten oder Gestänge sollte man in jedem Falle hierauf einrichten.

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Abb. 222. Bollschütze für die Talsperre bei Marklissa.

Es ist nicht zu verkennen, daß die Rollschütze viele bewegliche Teile besitzen. Bei den Schleusenanlagen ist es stets möglich, sie im Bedarfsfall über Wasser zu heben, um eine ständige Überwachung und Schmierung der Zapfenlager vorzunehmen. Auch bei der Talsperre von Marklissa werden die Schütze meist zugänglich sein, da sie die Überläufe abschließen, die in Höhe des normalen Wasserspiegels des Nutzwasserbeckens liegen. Über die Betriebsfähigkeit und Gangbarkeit von ständig unter Wasser liegenden nicht zugänglichen Rollschutzen liegen noch keine Erfahrungen vor. Und es kann nicht in Abrede gestellt werden, daß die gegen Rollschützen in solcher Lage geäußerten Bedenken nicht ohne Berechtigung sind. Solche Rollschütze sind für den Abschluß der Kraftrohre an der Talsperre bei Mauer in einer Wassertiefe von etwa 35 m verwendet (s. § 42).

24

Handbuch der Ing.-Wissenscb. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Berechnung der Kraft zur Bewegung der Rollschütze, liehe Zugkraft berechnet sich nach der Formel:

Die erforder-

Z = 1000 h ■

darin bedeutetet

Gr — Gewicht der Schutze in kg (meist durch Gegengewicht ausgeglichen). F = Fläche der Schütze in qm. h = Druckhöhe in m.

R = Halbmesser der Rollen in m. r = Halbmesser der Rollenzapfen in m.

f = Dichtungsfläche der Lederstreifen in m, sofern solche vorhanden sind. t = Hebelarm der rollenden Reibung ; für Eisen auf Eisen = 0,0005 für den Zustand der Bewegung.

,«i = Reibungsbeiwert für Zapfenreibung bei Wasserschmierung 0,2 bis 0,3. im Durchschnitt = 0,2.

q = für gleitende Reibung etwa = 0,4 an den Dichtungsleisten.

Der Wert /if kann im allgemeinen vernachlässigt werden. Das Eigengewicht der Schütze wird meist durch ein Gegengewicht ausgeglichen, so daß nur die Reibungswiderstände der rollenden Reibung für die Bestimmung der Zugkraft zur Bewegung der Schutztafeln in Betracht kommen.

Wie hei den Gleitschiebern, so ist es auch hier vornehmlich von Bedeutung, für /q einen zutreffenden Wert in die Rechnung einzuführen. Um hierüber Aufschlüsse zu gewinnen, wurden beim Bau der Talsperre von Marklissa Versuche mit Rollschützen von 2,5 m Weite und 1,6 m Höhe, also 4 qm Fläche auf wagerechter Bahn angestellt, die entsprechend dem größten, bei 13 m Wasserhöhe vorkommenden Druck mit 54 t belastet wurden (Abb. 222).

Die Versuche sollten die Zugkräfte feststellen, die für die Bewegung der Schütze notwendig sind bei Verwendung:

1.    von Walzenlagern (s. Abb. 223). Die 80 mm starken Stahlachsen sind mit dem Rollenpaar von 350 mm Durchmesser fest verbunden und in einem Kranz kleiner Walzen von 18 mm Durchmesser aus bestem Kugelstahl gelagert.

2.    von einfachen Lagerschalen aus Rotguß für die Lagerung der Rollenachsen.

Die Versuche ließen den großen Einfluß der Walzenlager auf die Verringerung

der Bewegungswiderstände erkennen. Die Überwindung der letzteren erfordert bei den Rollenlagern 420 kg, bei einfachen Lagerschalen rund 2200 kg. Der Zapfenreibungsbeiwert bestimmt (jq) sich darnach für die oben angegebene Formel zu etwa 0,025. Es empfiehlt sich also, bei großen Schützen solche Rollenlager anzuwenden. Die Fortlassung der beiden mittleren Rollenpaare hatte eine nennenswerte Erhöhung der Bewegungswider-

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Abb. 223. Rollschütze für die Talsperre hei Marklissa.

stände nicht zur Folge, weder hei Rollenlagern, noch bei gewöhnlichen Lagerschalen. Die mittleren Rollen wurden daher für die spätere Ausführung fortgelassen.

Die Pressungen in a t/qm zwischen Rollen und Schienen können berechnet werden nach der Herz’schen Formel:

iP-E

o = 0.42

worin bedeutet

P = die Belastung des Rollenpaares in t,

in cm.

E = Elastizitätsziffer = 2200 t/qcm für Flußstahl, r — Halbmesser der Rollen b — Breite des Rollenpaares Für die vorerwähnten Versuche war

P = 13,5 t r — 17,5 cm b = 14 cm

und es ergibt sich o = 0,42

13,5 • 2200

17,5 • 14

= 4,62 t/qm.

Bei dieser hohen Belastung zeigten weder die Rollen noch die Laufschienen bei zweimonatlicher Belastungsdauer bemerkbare Eindrücke noch sonstige nachteilige Er

scheinungen !).

Bemerkt sei jedoch, daß die Bewegung der darnach berechneten und konstruierten Schütze unter dem vollen Wasserdruck im späteren Betrieb dem Aufwinden der Schütze außerordentlich große Widerstände entgegensetzten. (Berechnet war, daß eine Zugkraft von 300 bis 400 kg nötig war). Das '//////////////////////z///////////////// Schließen ging leicht von statten. Das Gewicht 7z der Schütze ist durch Gegengewichte ausgeglichen¹ 2). Die Ursachen dieser Erscheinung sind ^ noch nicht genügend geklärt.

Die Rollschütze an der Staumauer bei Assuan.

Es wurde schon auf S. 350 mitgeteilt, daß diese Mauer 140 Auslaßöffnungen von 2,0 zu 7,0 m Größe und 40 Öffnungen von 2,0 zu 3,50 m Größe hat. Beim höchsten Wasserstand im Becken beträgt der Druck auf die untersten Schütze 210 t. Zur leichteren Beweglichkeit ist ein Teil der Schütze auf Rollen gelegt (Abb. 205,

224 u. 225). Eine Anzahl Schütze, die nur bei niedrigen Wasserständen geöffnet werden, ist als Gleitschieber ausgebildet. Sämtliche Schütze werden von Hand mittels eines Windwerkes geöffnet, das im gewöhnlichen Betriebe von einem Manne bedient werden kann (Abb. 226). Soll dies jedoch schnell gehen, so sind vier Mann erforderlich³).

Über die Betriebsbeobachtungen an dieser Staumauer (Erschütterungen, wenn die Schleusen gezogen werden) s. The Engineer Juni 1905, S. 571. Über Aus- 7/7Ä.

Spülungen im Sturzbett Engineering Oktober 1905 und Zentralbl. d. Bauverw. 1906, S. 130.

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Abb. 224. Bollschütze an der Staumauer bei Assuan.

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Abb. 226.

Windwerke der Rollschütze auf der Mauerkrone der Staumauer bei Assuan. Daneben Gleis für den fahrbaren Hebekran.

Die Rollschütze am Roosevelt-Damm (Salzfluß). Die Verschlußeinrichtungen der Stollen in den Berghängen an dieser schon auf S. 5 erwähnten Talsperre in Amerika sind der Gegenstand eines eingehenden Studiums gewesen. Der Tunnel an der Eoosevelt-Mauer ist 144 m lang, 4,0 m breit und 3,3 m hoch. Der Verschluß ist vorgesehen durch einen doppelten Rollschützenverschluß — der eine Verschluß für den Betriebsdienst, der andere zur größeren Sicherheit für irgendwelche Zufälle. Der größte Druck beträgt rund 7 kg/qcm. Die Schütze sind aus Gußeisen hergestellt. Ähnlich wie für die Talsperre von Marklissa wurden auch hier sorgfältige Versuche angestellt mit Rollen, die entsprechend den größten auftretenden Betriebsdrücken belastet waren. Danach wurde die Länge der Rollen bemessen. Die Schütze werden gehoben und geschlossen durch hydraulische Zylinder. Diese Zylinder werden bewegt mit Druckwasser, das einem Kraftkanal entnommen wird mit einer Druckhöhe von 60 m. Schütze- und Zylinderkammern sind in festem Fels ausgearbeitet. Diese hydraulischen Zylinder werden durch Umschalteinrichtungen mittels Gestänge von der Mauerkronenhöhe bewegt¹). So erspart man es, die großen für die Bewegung erforderlichen Kräfte auf lange Strecken zu übertragen. Alle damit verbundenen Gefahren werden auf diese Weise vermieden.

Über Rollschütze s. auch Engin. Record 1905 I S. 326.

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Abb. 227. Drosselklappe von 2100 mm lichte Weite für D/2 Atm. Druck mit hydraulischem Antrieb.

4. Drosselklappen (Drehschütze).

Die Drehschütze sind Klappen, die sich um eine lotrechte oder wagerechte Achse drehen (Abb. 227). Die Klappen haben meist ungleiche Arme (8 bis 9 : 10). Der Überdruck der größeren Platte soll den festen Anschluß herbeiführen. Die Drosselklappen sind zum Abschluß von Stollen oder Bohrleitungen bei Talsperren nur vereinzelt zur Anwendung gelangt u. a. an der Bevertalsperre bei Hückeswagen (Wuppergebiet). Diese Vorrichtung hat mehrere sehr beträchtliche Mängel: die Klappen leiden unter bedeutender Undichtigkeit und sind in ihrer Betriebssicherheit durch Zufälligkeiten gefährdet. An der Bevertalsperre trat ein Bruch der Klappe ein, so daß eine umständliche, lange Zeit beanspruchende Ausbesserung nötig wurde, wobei das Becken abgelassen werden mußte. Ein ander Mal ließ sich die zweite Drosselklappe nicht schließen. Es mochte sich irgend ein treibender Gegenstand eingeklemmt haben. Es mußte wiederum das Becken abgelassen werden. Überdies sind die Ausbesserungs-

0 Journ. of Western Society of Eng., Aug. 1906.

arbeiten bei der tiefen Lage der Rohre mühsam uud zeitraubend. Diese Vorkommnisse lassen erkennen, daß die Drosselklappen als Verschlüsse der Talsperrenabzugsrohre mit Vorsicht anzuwenden sind. Wenn in einem dreijährigen Betriebe, wie an dem vorerwähnten Becken geschehen, zweimaliges Leerlaufen für Ausbesserung erfolgen mußte, so ist dies ein nicht haltbarer Zustand.

Ein weiterer Nachteil der Drehschütze ist, daß sie die Durchflußöffnungen nicht vollkommen frei machen, dazu kommen die starken Bewegungswiderstände. Diese entstehen zunächst als hydrostatischer Druck, später treten hydraulische Widerstände auf. Dazu kommen die Reibungswiderstände. Allgemein wird man aussprechen dürfen, daß Drehschütze nur dort angewendet werden sollten, wo geringe Druckhöhen und kleine Abmessungen der Durchflußöffnung vorhanden sind.

Die Berechnung des Drehschützes geschieht nach der Formel:

M = 0,9 D (0,075 b db e + 0,15 d) «),

worin M den größten Wert der Widerstände bezeichnet. Unter Vernachlässigung der Exzentrizität der Achse, die keine wesentliche Bedeutung hat (e bis 5 mm) wird:

M = 0,9 D (0,075 b + 0,15 d)

Hydraul. Widerstände. Zapfenreibung.

D — Hydrostatischer Druck, b = Klappenbreite, d = Zapfendurchmesser.

Die Berechnung des erforderlichen Drehmoments für ein Drehschütz mit kreisförmigem Querschnitt geschieht nach der Formel:

M = 0,115 I) -r Ą- 0,15 D ■ d

Es bedeutet darin:

Moment der hydraul. Widerstände Zapfenreibung.

Moment der

jD = der volle hydrostatische Druck, r = Halbmesser des Rohres, d = Zapfendurchmesser.

Diese Formel liefert zutreffende Ergebnisse, wie ein Versuch an der Bevertal-sperre gezeigt hat. Es war hier

h = 13,5 m Druckhöhe, r — 0,5 m, d = 0,05 m,

Dann ist: D = r² 7t ■ h • y = 0,5² • 3,14 • 13,5 • 1000 = 10597 kg,

M= 0,115 • 10597 • 0,5 + 0,15 • 10597 • 0,05 = 689 m/kg.

Das Übersetzungsverhältnis des Schneckenradvorgeleges war so gewählt, daß an der Kurbel 41,5 kg Kraftanwendung erforderlich waren. Der Versuch zeigte, daß ein Mann mit großer Anstrengung die Öffnung bewerkstelligen konnte. (Zentralbl. d. Bauverw. 1899, S. 255.)

Auf die im Talsperrenbau noch wenig angewandten Segmentschutze und Glocken- (Cylinder-) ventile soll hier nicht eingegangen werden. Einige Mitteilungen hierüber finden sich im Teil III, Band 8 dieses Handbuches. Es sei bemerkt, daß das Segmentschütz zur Anwendung gelangt ist beim Bau der Lake-Cheesmann-Sperre²)^

1)    Zeitschr. f. Bauwesen 1892, S. 385.

²)    Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 217 und »Proceedings« des amerikanischen Vereins der Zivil— ingenieure 1904, (März. Mai, Aug. u. Sept.), über Segmentwehre ferner Zentralbl. d. Bauverwaltung 1907.

Ein Glockenventil ist bei der Hemet-Talsperre in Californien eingebaut¹).

Über die elektrisch betriebenen Abschlußtore an der Shoshone- und Patkfinder-Talsperre (Gewicht der 4 Tore je 4500 kg, Druck auf jedes Tor 200000 kg) s. Engineering News Jan. 1908. S. 8/10.

§ 41. Die konstruktiven Einrichtungen der Hochwasserentlastungsanlagen.

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a) Allgemeine Anordnung. Es ist notwendig, die Talsperren mit Einrichtunge versehen, die bei gefülltem Becken den weiteren Zufluß abströmen lassen. Diese Entlastungen können sein:

1.    Überfälle an einem oder den beiden seitlichen Bergbängen im unmittelbaren Anschluß und im Zusammenhänge mit der Mauer. Das Wasser fließt Uber die gemauerte Überlaufschwelle in das anschließende Gerinne, geht in einer Öffnung durch die Mauer und fällt auf einer Kaskade am Hange zu dem früheren Bachlauf im Unterwasser ab.

2.    Überfall über der Mauer. Die Überlaufschwelle wird durch die Mauerkrone selbst gebildet. Das Wasser fließt auf dem Bücken der Mauer ab und wird durch ein Sturzbett aufgenommen, das die Vorflut nach dem ehemaligen Bachbett vermittelt.

3.    Überfälle, die getrennt von der Sperrmauer in Einsattlungen benachbarter Berghänge liegen.

4.    Abfallschächte in den seitlichen Berghängen, die in Umlaufstollen münden.

5.    Stollen, die in den Berghängen zum Unterwasser führen. Die Vorflut kann nach demselben Tale gehen, in dem die Sperrmauer liegt; mehrfach finden sich aber auch Anlagen, bei denen für die Entlastung durch lange Stollen nach andern Niederschlagsgebieten Sorge getragen wurde.

6.    Grundablässe als Bohrleitungen, die entweder in Stollen innerhalb der Sperrmauer oder in Stollenumläufen liegen. Diese Stollen werden bisweilen nach ihrem vollen Querschnitt für die Wasserabführung benutzt. Oft liegen in diesen auch die Entnahmerohre für den Betrieb.

7.    Durchflußöffnungen im Mauerwerk der Sperrmauern.

Die Ausbildung der Entlastungseinrichtungen bei kleinen Talsperren ist keine schwierige Aufgabe, und es ist durch die bisherigen Erfahrungen erwiesen, daß die üblichen Anordnungen als zweckmäßig gelten dürfen. Es besteht hier somit ein gangbarer Weg. Noch nicht zu voller Klarheit und zum Abschluß der konstruktiven Durchbildung ist man hinsichtlich der Entlastungen der großen Sammelbecken gelangt. Diese Förderungsmittel einer verbesserten Wasserwirtschaft im Gebirge gehören im wesentlichen der neuesten Zeit an, besonders insofern dabei das Bestreben einer gesteigerten Nutzbarmachung für vielseitige Zwecke zutage getreten ist und der schwierigere Betrieb auch höhere Anforderungen an die bauliche Gestaltung stellt.

Als grundsätzlich muß betont werden, daß diese Entlastungen offen sein und sofort in Wirksamkeit treten sollen, sobald die festgesetzte Stauhöhe des Beckens erreicht ist. Man wird es im allgemeinen ausschließen müssen, den Beginn der Entlastung von der Achtsamkeit eines Wärters oder von selbsttätig wirkenden Vorrichtungen abhängig zu machen. Eine solche Betriebsgestaltung bietet nicht jene Sicherheit, die der Be-

*) J. D. Schuyler, Reservoirs for Irrigation, Water. Power and Domestic Water Supply, II. Aufl. 1908, S. 237. Über die Gylinderventilverschlüsse an der Grotontalsperre s. H. Bellet, Barrages en Maçonnerie S.288.

deutung der Anlage entspricht. Ein Überströmen eines Dammes bei nicht wirksamer Entlastung könnte für das Bauwerk und das unterhalb gelegene Tal unabsehbare Folgen haben und auch bei den gemauerten Sperren würde, wenn zwar keine unmittelbare Gefahr vorliegt, doch eine Beunruhigung Platz greifen. Ebenso wird man alle »selbsttätigen« Schütze, Klappen u. a. m. am besten vermeiden. So richtig in der Theorie solche Vorrichtungen konstruiert sein mögen, so sehr versagen sie meist im praktischen Betriebe, oder sie werden fahrlässigerweise eingeklemmt, daß sie nicht wirksam sein können.

Es soll weiter unten erörtert werden, in welchen Fällen und unter welchen Bedingungen es zulässig und erwünscht erscheinen kann, einen Abschluß vorzusehen.

Wenn man dem Gedanken folgt, die Sperrmauer von Durchbrechungen verschont zu halten, und die Gewalt des ausströmenden Wassers abseits vom Mauerwerk sich austoben zu lassen, so ergibt sich eine vollständige Trennung der Entlastungsanlagen von der Talsperre und bei der Wahl zwischen seitlichen oder Mauerüberläufen wird man die ersteren vorziehen. Aber man darf nicht dem Wunsche, das Vollkommenste zu erreichen, stattgeben, ohne die Kosten in Betracht zu ziehen, und man wird hierin nur so weit gehen dürfen, als die Rücksichten auf die Betriebssicherheit das oberste Gesetz bilden. Die Anordnung der seitlichen Überfälle ist teuer. Es ist meist umfangreiche Felssprengung nötig, um Raum zu schaffen für den Überlauf und sein anschließendes Gerinne und im besonderen für den Kaskadenabfall am Berghang. Die massive Herstellung der Einläufe, die Abdeckung der Kaskade mit Mauerwerk oder Beton, ihre seitliche Einfassung u. a. m. sind kostspielig.

Immerhin muß es als ein Leitsatz gelten, die Entlastungsanlagen nach Möglichkeit zu teilen und zu dezentralisieren, um die Abmessungen der einzelnen Einrichtungen und Abzugskanäle, soweit angängig, klein zu halten und überdies die Angriffe der strömenden und absturzenden Wassermassen räumlich zu trennen. Dabei sind, soweit dies mit wirtschaftlich berechtigten Mitteln erreichbar ist, die Durchgangsöffnungen auf oder in die seitlichen felsigen Berghänge zu verlegen. Die Einheitlichkeit des Betriebes der Talsperre muß dabei — soweit erforderlich — durch hydraulischen oder elektrischen Antrieb der Bewegungsvorrichtungen von einer Stelle, die hinreichende Übersicht bietet, gewahrt werden. Im einzelnen ist zu bemerken :

Seitliche Überfälle an der Mauer. Tonschiefer und Grauwackensteine leiden unter dem Einflüsse der Witterung stark, wenn sie im Freien lagern und von allen Seiten diesen Einflüssen frei ausgesetzt sind. Dem Aussehen nach gute Steine werden unter solchen Umständen schon durch einen Winter stark mitgenommen. An der Talsperre an der Gileppe sind zwar die beiden gewaltigen Überläufe frei in den Felsen ausgesprengt und nicht ausgemauert und trotzdem kann man nach jahrzehntelangem Bestehen noch wenig Witterungseinflüsse an dem offen zutage liegenden Fels erkennen. Anders jedoch ist es an der Remscheider Talsperre, deren Kaskade an den Seitenwänden, nicht aber in der Sohle ausgemauert ist. Hier zeigen sich so starke Verwitterungen des Felsens, daß die Seitenmauern zum Teil ihr Fundament verloren haben. Der Fels ist ausgebröckelt und die Mauern sind unterhöhlt. Bei allen späteren rheinischwestfälischen Talsperren sind darum auch diese Wassertreppen voll ausgemauert oder betoniert und die Ersparung der Übermauerung-erscheint nur angängig, wo sehr wetterbeständiges Gestein vorhanden ist.

Über die abschleifende Kraft des Wassers geben Untersuchungen an den Niagarafällen lehrreichen Aufschluß. Auf Grund alter Karten und Messungen, die zum Teil bis zum Jahre 1679 zurückreichen, und neuer Ermittlungen hat man festgestellt,

daß die Abfallkante am Horseslioe-Fall im Durchschnitt der 63 Jahre von 1842 bis 1905 jährlich um 1,5 bis 1,6 m zurückgetreten ist¹).

Die allgemeinen Erläuterungen über die Einrichtung der Überfälle mögen durch einige Beispiele erläutert werden, die die gekennzeichneten Unterschiede in den konstruktiven Einrichtungen erkennen lassen.

Solinger Talsperre im Sengbachtale (Abb. 27, 228 u. 229). Zur Entlastung des Sammelbeckens ist am linken Hange ein Überlauf mit anschließender Wassertreppe angelegt. Die Kronenlänge des Überlaufs beträgt 25 m und liegt in der Höhe des normalen Wasserstandes. Sollte, wie bei der statischen Berechnung zur Vorsicht angenommen wurde, der Wasserspiegel bis zur Mauerkrone steigen, so würde sich für den Überlauf 1 m Strahldicke ergeben, und das Abführungsvermögen rund 55 cbm/sek betragen, während für das Niederschlagsgebiet oberhalb der Talsperre von 11,8 qkm die größte sekundliche Abflußmenge 12 cbm kaum je erreichen wird. Zum Schutze des Überlaufs gegenschwimmende Gegenstände (Eisschollen und Baumstämme) sind eiserne Eisbrecher und Schutzbalken aus I-Eisen in 2 m Abstand angebracht (Abb. 72 u. 229). Die Kaskade hat 5 m Lichtweite bei einer Mindesthöhe der Seitenwände von 1,5 m. Der Kaum ist durch Aussprengen des Felsens am Hange geschaffen worden. Der Abfall der Abtreppungen ist der natürlichen Gestaltung des Hanges möglichst angepaßt. Die Kaskade ist an der Sohle wie an den Seitenwänden mit Bruchsteinmauerwerk in Traßmörtel ausgemauert.

Die neue Croton-Talsperre für die Wasserversorgung von Neuyork. (Abb. 230 u. 231.) Der Überlauf zieht sich am rechten Berghange 300 m lang hin und hat seine Vorflut nach einem aus dem Fels ausgearbeiteten Kanal. Auf die ersten 75 m von der Sperrmauer liegt die Überlaufkrone 6,0 m tiefer als die Dammkrone, im übrigen Teil 4,80 m unter der Mauerkronenhöhe. Die Höhe des Überlaufs an der Mauer beträgt 4,5 m über der Sohle des Ablaufgerinnes, am oberen Ende 3 m, so daß das Gerinne ein durchschnittliches Gefälle von 1: 7 hat.

Die Gesamthöhe der Sperrmauer von der Gründungssohle ab ist 89 m. Die Rückseite des Überlaufs ist treppenförmig ausgebildet, um den Absturz des Wassers zu brechen. Der Kaskadenabfall wird von einer eisernen Bogenbrücke von 60 m Spannweite überspannt (Abb. 232).

Zur Beurteilung dieser Einrichtungen sei bemerkt, daß das Niederschlagsgebiet der neuen Croton-Talsperre 963 qkm, der Stauinhalt des Beckens 114 Mill cbm beträgt. Die größte Abflußmenge in 24 Stunden wird zu 5,7 Mill. cbm angegeben; das ist auf die Sekunde berechnet 66 cbm. Die Wasseroberfläche des Beckens ist 13,7 qkm groß.

An Betriebseinrichtungen sind an der Talsperre ferner zwei Schieberhäuser mit den nötigen Ablaßvorrichtungen vorhanden.

Am Fuße der Kaskade ist eine 75 cm starke Betondecke eingebracht, während die Kaskade selbst mit Steinquadern von großem Gewicht — es werden bis 10 t angegeben — die überdies auf der Unterlage verankert sind, befestigt ist. Über die Haltbarkeit dieser Steinanker sind Versuche angestellt, worüber im Eng. Rec. vom Jan. 1906 berichtet wird²]. Im linksseitigen Schieberhause sind Entnahmestollen in verschiedenen Höhen vorhanden. Das Wasser wird hier in die vom alten Croton-Damm kommende Leitung geführt. Dieser letztere Damm liegt etwa 7 km oberhalb der neuen Mauer. Von da ab fließt das Wasser der Stadt Neuyork zu. (Abb. 8). Die Trinkwasserentnahme geschieht außerdem durch eine neuerbaute Zuleitung, die am linken Hange einige Kilometer oberhalb der neuen Mauer vom Becken abzweigt. In beiden Schieberhäusern an der Mauer sind Entleerungsrohre vorgesehen³).

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Schnitt durch Überlauf mit Eisbrecher und durch die Kaskade der Solinger Talsperre.

1)    Scientific American Supplement v. 20. 4. 1907, s. auch des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte, II. Aufl. 1908, S. 581.

2)    Auszug Zentralbl. d. Bauverwaltung 1906, S. 433, s. auch Scientific American v. 25. 8. 1906.

³)    Engineering Record, März 1906. The Engineer, April/Mai 1907.

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Der Überfall über der Mauer verursacht keine eigentlichen Mehrkosten. Diese Einrichtung erscheint für kleinere Anlagen mit mäßiger Überströmungshöhe, die weder auf den Mauerrücken einen zu scharfen Angriff ausübt, noch für die Befestigung des Sturzbettes ungewöhnliche Aufwendung nötig macht, durchaus zweckmäßig. Es wird nur erwünscht sein, die Mauerfläche mit ausgesuchtem Material — ohne daß daran zu weitgehende Ansprüche gestellt werden sollten — zu verkleiden und bei häufiger und

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andauernder Überflutung der Mauer noch darunter eine Entwässerung, wie sich solche an vielen Sperren an der Wasserseite findet, in Gestalt kleiner Rohre anzuordnen, um das etwa eingedrungene Sickerwasser abzuleiten. So darf es nicht wundernehmen, daß bei vielen neueren deutschen Anlagen die Entlastungen auf die Mauer selbst verlegt sind. Aber man wird von den Überfällen auf der Mauerkrone nur bis zu einem gewissen Grade Gebrauch machen dürfen, soweit dies die Sicherheit gegen Unterspülen am Mauerfuß zuläßt. Man sollte daher in der Bemessung der Höchstmengen vorsichtig sein. Es erscheint als ein unmögliches Unterfangen — wenigstens insofern zweckmäßige und wirtschaftlich berechtigte Maßnahmen Anwendung finden sollen —, Abflußmengen von 800 bis 1000 cbm sekundlich und mehr bei gefülltem Stauraum

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Abb. 232. Brücken über den Überfall und die Kaskade der Croton-Talsperre.

hat sich wohl kaum ein

einfach über die Mauer abströmen zu lassen, die Talsperre gleichsam als ein hohes Wehr auszubauen. Wer derartiges unternimmt — und man hat, wenigstens in Entwürfen, versucht, sich in dieser Weise der Aufgabe zu entledigen klares Bild davon gemacht, was es heißt, diese Fluten mit einer Strahldicke von 2 m und mehr um 40 bis 50 m auf dem Mauerrücken abstürzen zu lassen. Dabei entwickeln sich Angriffskräfte, denen selbst das stärkste und bestbefestigte Sturzbett nicht gewachsen ist. Einer Wassermenge von 1000 cbm/sek bei 50 m hohem Abfall entspricht eine rohe Arbeitsleistung von rund 670000 PS., deren Kraftäußerung sich auf eine Sturzbettlänge von 150 bis 200 m, wie sie bei den Talsperren zur Verfügung zu stehen pflegt, verteilen würde. Wollte man das Wasser in dieser Weise auf dem Mauerrücken abströmen lassen, so würde der Angriff mindestens ebenso bedenklich erscheinen wie in einem senkrechten Abfallschacht, und zwar besonders dann, wenn außerdem noch in

Nutzwasserhöhe der Abfluß durch die Mauer stattfinden sollte, so daß eine vereinte Kraftäußerung auf der Talsohle entstehen müßte.

Nach den Gesetzen über den hydraulischen Druck und das Arbeitsvermögen frei fließender Strahlen berechnet der Stoß der Wassermassen im vorliegenden Fall nach

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worin a der Neigungswinkel des Abfallrückens ist. Die Geschwindigkeit des Absturzes bei öO m Gefallhöhe beträgt unter der Annahme, das 10 v. H. durch Reibung am Mauerrücken und an der Luft verloren gehen, rund 28 m. Für 1000 cbm/sek ergibt sich bei 150 m Überfalllänge die Aufschlagbreite

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Es ist dies ein zusätzlicher Druck zu der hier an sich auftretenden Beanspruchung des Untergrundes durch die Talsperre. Dazu kommen die dynamischen Wirkungen des wechselweisen Angriffs eines fallenden Wasserstrahls und der Strudelbildungen.

Uber die Wirkung großer, hoch abstürzender Wassermassen an Wehrüberfällen fehlen nns noch genügende Erfahrungen. Einige Vorgänge lassen erkennen, daß hier die Gefahr von Ausrissen im Fels sicherlich vorliegt. Es sei neben den in § 42 erwähnten Vorgängen in Marklissa verwiesen auf die Ausspülungen im Felsbett unterhalb der Talsperre bei Assuan (s. S. 350), aus der das Wasser durch Schütze in Höhe der Talsohle — also ohne Absturz — ausgelassen wird. Außerordentlich starke Ausspülungen mußten hier durch eine festgegründete kostspielige Mauerabdeckung ersetzt werden. Anderseits muß hervorgehoben werden, daß am Niagara große Massen dauernd auf 50 m Höhe zum Absturz gelangen und daß dort der unbefestigte Kalkstein — allerdings durch ein Wasserpolster geschützt — widersteht, wenn zwar eine durch nichts zu verhindernde allmähliche Abschleifung bemerkbar ist¹). Immerhin wird man die Grenze bei einigen hundert Kubikmetern Überlaufmenge in der Sekunde suchen und eine Strahldicke von 50 cm bei größerer Fallhöhe kaum überschreiten dürfen. Man wird bei geräumig bemessenen Schutzbecken dieses Maß vielleicht um einiges höher zulassen dürfen. Es spricht hier dafür der Umstand, daß die Spitze der Hochflut schon stark zurückgegangen sein wird, wenn das Überströmen beginnt. Es findet also nur ein sehr seltenes Fließen statt. Dabei wird man den Angriff möglichst abzuschwächen suchen durch Anlage eines ausreichend tief bemessenen Wasserpolsters (Abb. 233, 239 u. 247).

Meine Darlegungen über diesen Gegenstand im Zentralblatt der Bauverwaltung 1909, S. 189 haben zu weiteren Erörterungen hierüber, im besonderen über die Zulässigkeit größerer Strahldicken geführt, s. Zentralbl. der Bauverwaltung 1909, S. 331, 1910'

S. 76, 481. Meine Entgegnung s. in diesem Blatt 1910, S. 530; ferner vgl. 1910, S. 572.

Betrachtungen über Wasserpolster am Fuß der Talsperren befinden sich an vorstehend angegebenen Stellen sowie in der Osterr. Wochenschr. f. d. öffentl. Baud. 1907^

S. 520.

Die Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz (Taf. I u. Abb. 234 u. 235). Die Hochwasserentlastung ist auf die Mauer verlegt und besteht aus 2 Überläufen nächst den beiderseitigen Berghängen. Der Berechnung ist eine Abflußmenge von 1,2 cbm/sek vom qkm zugrunde gelegt,-

t) Weitere Beispiele dieser Art hat der Verfasser im Zentralbl. d. Bauverw. 1910 S. 530 angegeben.

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Abb. 233. Wasserpolster am Fuß des Mauerüberlaufs der Mescheder Talsperre.

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die als der größte Hochwasserabfluß gelten darf. Die Öffnungen haben 5 m Breite. Als Überbrückung der Öffnungen ist eine Eisenbetondecke ausgeführt, die als Fahrbahn mit Gußasphaltbefestigung ausgebildet ist. Die Wölbung des Überfalls ist in Bruchsteinmauerwerk mit Zementtraßmörtel geführt. Das überströmende Wasser wird am Fuße der Mauer in einer gepflasterten Rinne mit Beton-uuterlage gesammelt, die zum ehemaligen Bachbett führt. Unter der Überlauffläche liegt in 1 m Entfernung von der Außenseite ein Entwässerungssystem aus Drainagerohren von 5 cm 1. W., etwaiges Sickerwasser unschädlich abzuführen. Es sei bemerkt, daß bei der Solinger Talsperre (Überfall am Hange) die Abführung des größten Hochwassers eine Überlauf höhe von 80 cm bei der Nordhauser Sperre die größte Strahldicke 17 fälle von zusammen 55 m. Hätte

geworden und die Mauerkrone hätte höhergelegt werden müssen, wesentlich stärker befestigt werden müssen. Aus beiden Umständen ergeben sich nicht unwesentliche Mehrkosten.

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Abb. 235. Hochwasserfrberlauf auf der Mauerkrone an der Talsperre der Stadt Nordhausen a/Harz. Ansicht vom Becken.

Die Talsperre von San Roque in Argentinien. Die Einzelheiten der Sperrmauer sind aus Abb. 236 bis 238 ersichtlich. Die Mauerhöhe über Gelände beträgt 37 m, die Gesamthöhe 52 m. Die Mauerstärke in Geländehöhe ist 29,5 m. Ein Mauerklotz von 44,85 m Breite bildet die Gründung in der Talsohle. Die Talsperre ist im Grundriß gerade angelegt, obwohl die tief- und steilabfallenden Granitwände der Bergschlucht bei nur 123 m Mauerkronenlänge die Bogenform begünstigen und diese zum mindesten eine erhöhte Standsicherheit geschaffen hätte. Das Mauerwerk ist in hydraulischem Kalkmörtel hergestellt und an der Wasserseite ein 10 cm starker Verputz aus Zementmörtel aufgebracht. Zu beiden Seiten des mittleren Mauerstückes sind zwei Überfälle von 28,1 m Länge für die Hochwasserentlastung angeordnet.

Bemerkenswert ist dieses Bauwerk durch einige Vorgänge im Betriebe geworden. Gleich nach der Inbetriebsetzung der Talsperre traten Erscheinungen auf, die für ihre Standsicherheit Beunruhigung hervorriefen. In den Sandauslässen wurden einige hundert Kubikmeter Mauerwerk ausgespült. Die Mauer zeigte außerdem Durchlässigkeit und Risse in der äußeren Putzschicht. Die Schäden wurden ausgebessert und hatten keine weiteren Folgen. Im April 1903 trat bei einer außergewöhnlichen Hochflut eine Überströmung der Überläufe um 2,30 m ein. Abb. 237 läßt die bei dieser Flut unterhalb der Überläufe eingetretenen Ausspülungen erkennen. Die Mauer hat also einer kräftigen Beanspruchung Widerstand geboten und man hätte meinen sollen, daß die Konstruktion hinreichend sicher sei. Nichtsdestoweniger sind die Gerüchte über die nicht genügende Standsicherheit

des Bauwerks niemals verstummt, und diesen Folge gebend, berief die argentinische Regierung im Jahre 1906 einen Ingenieurausschuß zur eingehenden Untersuchung der Talsperre. Diese örtliche Prüfung hatte im wesentlichen folgendes Ergebnis; Maueraufbrüche an der Wasserseite erwiesen,

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daß der Mörtel arm an Bindestoffen ist. Die damit vorgenommenen Proben ergaben eine größte Druckfestigkeit von 9 kg/qcm, die allerdings als außerordentlich gering auffällt. Der Mörtel an der Luftseite war besser erhärtet. Der Verputz an der Wasserseite der Mauer befand sich in gutem Zustande.

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Die rechnerische Untersuchung ließ erkennen, daß bei einem Wasserstande, wie er im April 1903 vorhanden war, d. i. 35,3 m über der Grundplatte AB, in der Fuge 15 m (Abb. 236) Zugbeanspruchungen von 0,4 kg/qcm im Mauerwerk auftreten (Mauergewicht 2300 kg/cbm). Prüft man die Querschnittabmessungen, so erscheint die Mauer in der Sohle und in Geländehöhe im Vergleich mit ausgeführten deutschen Tal-Abb. 236. Querschnitt der Talsperre von San Roque, sperren ausreichend stark. In halber Höhe ist der

Querschnitt allerdings etwas knapp bemessen. Eine überschlägliche Berechnung ergibt, daß in Fuge 15 m bei dem Wasserstande 35,3 m das Breitenmaß 13,3 m sein müßte, wenn die Drucklinie nicht aus dem mittleren Drittel heraustreten soll. Vorhanden sind nur 12,09 m. Wenn zwar die Enge des Tales und die starken, als Widerlager ausgebildeten Überläufe eine große Sicherheit bieten, indem sich die Bogenwirkung auch ohne äußere Bogenform

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Abb. 237. Ansicht der Talsperre von San Roque (von Unterwasser gesehen).

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entfalten kann, so schien es der untersuchenden Kommission bei der Geringwertigkeit des angewandten Mörtels doch geraten, einige Abänderungen in Vorschlag zu bringen, und zwar umsomehr, als es nicht ausgeschlossen ist, daß der Wasserstand vom Jahre 1903 in ungünstigem Falle überschritten werden kann. Tn erster Linie sollten Zugspannungen im Mauerwerk ausgeschlossen werden. Da ein Umbau Verstärkung der Mauer in der kurzen Zeit bis zur nächsten Regenperiode nicht möglich war, beschränkte man sich auf eine Tieferlegung der Überläufe durch Abbruch des Mauerwerks, um zu verhindern, daß der Wasserstand im Becken sich über jene Höhe erhebt, bei der die Zugspannungen

beginnen. Dieser Wasserstand liegt 34,7 m über Geländehöhe {AB). Nach der Hochflut vom April 1903 wird als höchste sekundliche Überlaufmenge 1000 cbm sekundlich angenommen. Dafür ergibt sich eine Strahldicke von etwa 4,5 m. Die Überlaufschwellen mußten danach bis auf 30,2 m oder um 2,8 m abgetragen werden. Zur Vorsicht ist dieses Maß jedoch auf 3,4 m erhöht worden. Zur weiteren Sicherheit sollten die drei unteren, im Mauerwerk liegenden Stollen durchweg mit Futterrohren und gut arbeitenden Verschlüssen versehen werden.

Die Tieierlegung der Überläufe hat eine wesentliche Verkleinerung des Stauraumes und damit eine Beeinträchtigung der Wirtschaftlichkeit der Anlage zur Folge. Auch ist klar, daß die Hochwasseranschwellungen im Strombett unterhalb der Talsperre häufiger eintreten werden. Man hat daher für später in Aussicht genommen, den Beckeninhalt durch Aufhöhung und Verstärkung der Mauer in der früheren Größe wiederherzustellen oder noch darüber hinaus durch weiteren Aufstau um 3 m ein Mehr von 50 bis 60 Mill. cbm Aufspeicherungsraum zu schaffen, um die Kosten der Mauerverstärkung wirtschaftlich zu gestalten.

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Abb. 238. Die Talsperre von San Koque in Argentinien mit ihren Betriehseinrichtungen: zwei seitliche Sandauslässe, in der Mitte die Nutzwasserentnahme. Zur Hochwasserentlastung zwei seitliche Überfälle von je 28,1 m Länge.

Bei der Waldecker Talsperre (Abb. 239 u. 240) findet die Hauptentlastung bei Hochwasser ebenfalls durch einen Überlauf auf der Mauerkrone statt. Der Überfall hat eine Länge von 152,5 m und kann bei einer Strahldicke von 1,50 m 650 cbm/sek. abftihren. Da die ungewöhnlichen Hochfluten in den Wintermonaten (1. Nov. bis l.Febr.) eintreten und in dieser Zeit ein Schutzraum von 30 Mill. cbm im Becken frei gehalten wird, wird der Überfall nur in seltenen Ausnahmefällen, bei vollständigem Versagen der Bedienung in dieser Höhe von 1,5 m überströmt werden.

8 Entlastungsrohre von 1,35 m 1. W. in der Mauer führen die im regelmäßigen Betriebe zu erwartende Hochwassermenge von 250 cbm/sek. ab. Auf diese Abflußmenge von 250 cbm wird die größte, bisher bekannte Hochflut von 900 cbm/sek. durch die zurückhaltende Wirkung des 202 Mill. cbm großen Beckens verringert. Immerhin ist die Gesamtentlastung so bemessen, daß die Grundablaßrohre (250 cbm) und der Überlauf (650 cbm) den größten Abfluß beherrschen. Unterhalb des Absturzes ist ein Wasserpolster von 6 m Tiefe angeordnet. Neben diesen Ablaßvorrichtungen sind noch 14 Notauslässe vorgesehen, die 14.8 m unter der Mauerkrone liegen und für gewöhnlich geschlossen sind. Bei einem Wasserstand von 9,8 m unter Mauerkrone geht die Drucklinie der Mauer durch die

25

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Mitte des Querschnittes, so daß im Gefahrfalle ein Kippmoment nicht entsteht. Bei diesem letzteren Wasserstand vermögen rechnerisch die Grundablässe 231 cbm/sek., die Notauslässe 669 cbm/sek. abzuführen, so daß auch in diesem Falle die Hochflut von 900 cbm/sek. abfließen kann¹).

Abfallschächte. Mit der Beschränkung der Abflußmenge auf einige hundert Kubikmeter sekundlich kann für die Hochwasserentlastung in Mauerkronenhöhe auch der Abfallschacht in Betracht kommen. Diese Art hatte Intze als einen seiner letzten Pläne für die Schutzbeckenanlage von Mauer in Schlesien vorgesehen. Die Leistung des Schachtes sollte bei 50 m Absturzhöhe etwa 500 cbm/sek. betragen; er ist jedoch nicht zur Ausführung gekommen. Die hohe Absturzhöhe engt das Verwendungsgebiet solcher Schächte sehr ein, hier noch mehr ein, wie bei der Entlastung in Nutzwasserhöhe,

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Abb. 239. Querschnitt und Sturzbett der Waldecker Talsperre.

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und sie werden meist nur in sehr festem Gestein und für mäßige Wassermengen in Frage kommen. An der Talsperre von Marklissa sind solche Abfallschächte in Höhe des gefüllten Beckens für die reichlich bemessene Leistung von 214 bzw. 400 cbm/sek. bei 40 m Fallhöhe ausgeführt. Wesentlich günstiger gestaltet sich die Sachlage, auch hier der Überlauf nach einem schräg zur Talsohle geneigten Stollen Vorflut hat. Dieser Abfluß kann nach demselben Tal erfolgen, in dem die Sperrmauer liegt. Mehrfach aber finden sich auch Anlagen (Chagresdamm am Panamakanal), wo die Entlastung durch lange Stollen in andere Niederschlagsgebiete geht.

Die Abfallschächte werden zweckmäßig oberhalb der Sperrmauer, d. h. in dem dem Staubecken zugewendeten Teile der Berghänge angeordnet. Für den Bau der

Möhnetalsperre war anfänglich der Schieberschacht am linken Hange rund 100 m unterhalb der Sperre geplant. Auf dieser Strecke würde der Stollen unter dem vollen Druck des gefüllten Beckens gestanden haben, wodurch unnötiger Weise eine Gefahrstelle für Durchsicke-

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Abdichtung der Stollenwände. Auf Vorschlag des Verfassers dieser Schrift wurde nach Maßgabe der ministeriellen Prüfungsbemerkun-gen der Schieberschacht nach der Wasserseite verlegt und ist in dieser Lage zur Ausführung gekommen.

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Als Beispiel sei auf die weiter unten (S. 404) beschriebene Talsperre von Marklissa hingewiesen.

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Überfälle, getrennt^von der Sperrmauer, in den Einsattlungen benachbarter Berghänge. Wo es die Gelände Verhältnisse gestatten, sollte man sein Augenmerk darauf richten, Einsattlungen in den das Becken umrahmenden Berghängen für die Wasserableitung zu verwerten. Die Neigung der Amerikaner, alle diese Betriebseinrichtungen von dem Mauerkörper der Talsperre fernzuhalten, hat mehrfach zu praktischer Betätigung geführt, u. a. an der Lake-Cheesman-Tal-sperre der Stadt Denver (Col.).

In Deutschland ist die Urfttalsperre zu nennen, bei der auf dem rechtsseitigen Berggrat ein ; Überfall für eine Abströmung von etwa 180 cbm/sek. angelegt ist.

Bei der Talsperre im By-striczkatale in Böhmen (erbaut 1907) liegt die Kaskade ebenfalls in größerer Entfernung von der

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Sperrmauer. Die Wasserentnahme geschieht durch Rohre in einem von der Mauer getrennt liegenden Stollen.

Eine Anlage, bei der die Entlastungseinrichtungen und zum wesentlichen auch die Betriebseinrichtungen von der Sperrmauer getrennt angeordnet sind, ist die Urfttalsperre in der Eifel (Abb. 241 u. 242). Der Überfall für die Hochwasserentlastung ist auf den rechtsseitigen Berggrat verlegt, der

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Abb. 241. Hochwasseruberfall über den linken Berghang an der Urfttalsperre. Uiigef. Maßstab 1: 2000.

Wasserabstnrz erfolgt somit von dem luftseitigen Mauerfuße möglichst weit ab. Die Betriebswasserentnahme findet — angepaßt den durch die örtliche Geländegestaltung gegebenen Bedingungen — durch einen fast 3 km langen Stollen vom Becken nach dem Kraftwerke Heimbach au der Ruhr statt. Fiir die Entleerung ist eine dreifache Möglichkeit gegeben durch einen Stollenumlauf im rechten Berghange, der während der Bauzeit für die Umleitung des Wassers der Urft gedient hat, und zwei Stollen, die an der Mauer liegen und mit Schieberschächten an der Wasserseite versehen sind.

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Der Überlauf am rechten Tal-

hange ist 100 m lang und hat 10 iiber-brückte Öffnungen. Es sei zur Erläuterung bemerkt, daß das Niederschlagsgebiet des 45,5 Mill. cbm großen Urftbeckens 375 qkm beträgt, aus dem ein mittlerer jährlicher Abfluß von 160 Mill. cbm erwartet werden kann. Die größte sekundliche Abflußmenge vom Quadratkilometer ist zu 5001 anzunehmen. Die überschüssigen Wasser-yfyl'Y^ müssen stürzen über eine in Beton hergestellte Kaskade von 54 m Höhe in ein Ablaufgerinne und werden dem ürftbett wieder zugeführt. In das Ablaufgerinne der Kaskade mündet auch der Umlaufstollen im rechten Berghange. Zwei Ablaßschleusen im Überlauf gestatten eine Absenkung des Stauspiegels¹). Über die Betriebseinrichtungen dieser Talsperre s. auch S. 360.

Bei der Wachusett-Talsperre bei Clinton, Mass., liegt die Hochwasserentlastung ebenfalls von dem Mauerkörper entfernt am linken Berghange. Die Überlaufschwelle ist 135 m lang, und das überfließende Wasser hat nach einem Felsbett Vorflut, das in weitem Bogen geführt ist und erst mehrere hundert Meter unterhalb die Talsohle erreicht²).

Ueberlauf

Abb. 242.

Schnitt a-b v durch die Kaskade

Schnitt durch die Kaskade an der Urfttalsperre.

!) Intze, Talsperrenanlagen in Rheinland und Westfalen 1904. 2) Engin. Record 1900. 5. 4. 1902. 5. 3. 1905. 6. 10. 1906.

Die konstruktiven Anordnungen der Umlaufstollen und Grundablässe für die Hochwasserentlastung entsprechen den gleichartigen Einrichtungen für die Betriebswasserentnahme, die auf S. 349, 358 u. f. besprochen wurden. Es kann hier auf jene Darlegungen Bezug genommen werden.

Die Grundablässe haben für die Hochwasserabführung im % allgemeinen nur einen bedingten Wert, da sie naturgemäß nicht ständig offen sein können und somit in ihrer Wirksamkeit von der Bedienung der Talsperre abhängig sind. Auch ist ihre Leistungsfähigkeit eine begrenzte, und tritt gegenüber den großen Hochfluten neuerer Staubeckenanlagen sehr zurück. Die Bedeutung der Stollen beruht vornehmlich darauf, daß sie den eigentlichen Sperrmauerkörper von großen Durchbrechungen freihalten und die Angriffe der austretenden Fluten von der Mauer ab und an eine Stelle verlegen, wo etwaige Zerstörungen für den Bestand des Bauwerks unbedenklich sind.

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Abb. 243—245. Die Shoshone-Talsperre (Wyoming, Nordamerika) mit ihren Betriehseinrichtungen.

Shoshone-Talsperre (Abb. 243 bis 245). Die Talsperre ist in einer engen Schlucht errichtet, die in der Flußsohle 23 in und in 90 in Höhe etwa 60 m breit ist. Das Niederschlagsgebiet ist fast 3600 qkm groß, die jährliche Abflußmenge beträgt etwa 1250 Mill. cbm. Über die Abmessungen s. auch Tab. 1 auf S. 5. Durchbrechungen des Mauerwerks der Talsperre sind vermieden. Ein Überlauf ist am Damm selbst nicht vorgesehen. Das Wasser wird am rechtenUfer in zwei 4 und 34 m über der Flußsohle abzweigenden Stollen durch die Felswände nach der Talseite geleitet. Der untere Stollen hat 9,3 qm Querschnitt und ist rund 150 m lang. Der Wasserdurchfluß wird mit drei Schiebern von je 2 qm größter Öffnung geregelt. Die Schieber werden durch Ölcylinder und -kolben bewegt. Die Druckölpumpe wird durch einen Elektromotor oder mit der Hand getrieben. Die Maschinenkammer hat einen seitlichen Zugangstollen von der Unterseite des Dammes her, der ebenfalls als Wasserauslaß benutzt werden kann. Der obere Auslaßtunnel hat 7,5 qm Querschnitt und ist etwas mehr als 90 m lang. Er soll hauptsächlich zum Speisen zweier hochgelegener Rieselkanäle und für Kraftzwecke benutzt werden. Das meiste überschüssige Wasser wird durch einen am linken Ufer ausgehobenen Entlastungsstollen abgeführt, der den eigentlichen Überfall am Damm ersetzen muß. Der Einlauf für diese Stollen liegt deshalb in der Höhe des gestauten Wasserspiegels. Das Sohlen-

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gefalle beträgt 10 v. H. und der lichte Querschnitt 37,2 qm. Der Einlauf wird durch ein Becken gebildet, das von dem Stausee durch einen 90 m langen festen Damm getrennt ist. Der Tunnel selbst ist 150 m lang und endigt unterhalb des Dammes in einen offenen Kanal, der sodann zu einem Absturzbett über natürlichen Felsboden führt¹).

Ein weiteres Beispiel für die Umleitung im Stollen bei amerikanischen Anlagen bietet die Lake Cheesman-Talsperre²), ferner die Arrowrock-Sperre (Eng. Rec. 6. 4.1912.)

Weiteres hierüber sowie ausgeführte Anlagen dieser Art s. unten im § 42 über die Entlastungseinrichtungen der Hochwasserschutzbecken im besonderen.

Durchflußöffnungen im Mauerwerk der Sperrmauern zur Hochwasserentlastung in ³/₄ Stauhöhe. Bei der ersten Füllung eines Beckens sowie auch im späteren Betriebe kann bei unvorhergesehenen Erscheinungen im Verhalten der Talsperre, bei der Bildung von Rissen u. a. m. eine schleunige Entleerung notwendig werden. Bei Anlagen von mäßigem Umfange werden hierzu die gewöhnlichen in Höhe der Talsohle die Mauer durchquerenden Entnahmerohre hinreichen. Besondere Maßnahmen aber werden notwendig, wenn das Abführungsvermögen dieser Rohre nicht groß genug ist, um die größten Hochfluten abzuleiten. Das ist in der Regel der Fall bei Sammelbecken von großem Stauinhalt, denen ein ausgedehntes Niederschlagsgebiet entspricht.

Man hat dann keine Möglichkeit in der Hand, den Wasserstand im Becken zu senken. Für solchen Fall die Rohre in den Stollen größer zu machen als der gewöhnliche Betrieb es erheischt oder mehr

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Stollen einzubauen, ist wenig empfehlenswert. In dem einen Falle gelangt man zu sehr großen Durchbrechungen, in dem anderen zu einer großen Zahl von Öffnungen im Mauerwerk; beides ist in der Talsohle, dort wo die Beanspruchungen des Bauwerks am größten sind, nicht erwünscht. Man hat daher bei einigen Anlagen in Rheinland und Westfalen etwas unter ³/4 der Stauhöhe Abzugskanäle im Mauerwerk ausgespart, welche die größte sekundliche Zuflußmenge abführen können. Bei dieser Füllhöhe ist der Wasserdruck gegen den Sperrmauerquerschnitt in der Talsohle etwa die Hälfte des Druckes bei gefülltem Becken und

die Drucklinie geht bei dem üblichen Abb. 247. Querschnitt der Ennepe-Talsperre mit Mauerüberlauf, Hoch-, ..,    -,    ,    ,.    wasserentlastung in ³A Stauhöhe und Sturzbett.

Stützmauerquerschnitt durch die

Mauermitte, sodaß kippende Momente vermieden werden. Man hat es somit in der Hand, bei Gefahren die Überschreitung dieses Wasserstandes selbst bei Hochfluten mit Sicherheit zu verhindern und schreibt der Drucklinie die günstigste Lage vor. Diese Notauslässe

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J) Engin. News 9. Dez. 1909 S. 627 und Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910 S. 571. ²) Zentralbl. d. Bauverw. 1905 S. 217.

bieten überdies die Möglichkeit, größere Ausbesserungsarbeiten an der Sperrmauer vorzunehmen, ohne die Standsicherheit des Bauwerkes zu gefährden und ohne andererseits den Betrieb vollständig aufzuheben, denn dieser kann mit dem Stauinhalt, der ³/₄ der vollen Höhe entspricht, in gewissen Grenzen aufrecht erhalten werden. Die Auslässe sind für gewöhnlich verschlossen, wobei Zugschützen verwandt wurden. Diese Notauslässe werden im Betriebe von Zeit zu Zeit ein wenig — etwa 10 cm — geöffnet, um sie auf ihre Brauchbarkeit für den Fall der Gefahr zu prüfen. Dabei hat sich allerdings gezeigt, daß bei gefülltem Becken das Wasser nach einer gestreckten Bogenlinie abströmt (Abb. 246) und leicht über das Sturzbett hinausströmt. Ein sehr kräftiges und breites Sturzbett ist darum notwendig.

Die Forderung, daß die Grundablässe in der Mauer und in etwaigen Umlaufstollen oder die letzterwähnten Notauslässe so groß bemessen werden sollen, um etwa ³/₄ Füllhöhe bei jedem Wasserzuflusse halten zu können, ist unter Umständen eine sehr weitgehende. Sie ist entstanden in Hinsicht auf kleine und mittlere Bachläufe mit kleiner bis mittlerer Hochwassermenge von vielleicht 50 cbm/sek. Solche Fluten sind durch die geschilderten Entlastungseinrichtungen unschwer abzuführen. Wenn aber bedeutende Flutwellen, z. B. 120 cbm/sek. an der Urfttalsperre, 780 cbm an den Marklissaer Talsperre, 900 cbm an der Eder und 1200 bis 1350 cbm/sek. am Bober auftreten, so ist die Aufgabe verwickelter. Die Entlastungsanlagen werden dann außerordentlich um-

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Abb. 248. Ansicht der Ennepe-Talsperre mit den Hochwasserentlastungsanlagen.

fangreich und kostspielig und für den Betrieb schwierig und nicht ohne Gefahr. Soll die Bedingung dennoch erfüllt werden, so scheint es vorteilhafter, nicht jene großen Abzugsöffnungen vorzusehen, sondern den Mauerquerschnitt so stark zu machen, daß die Drucklinie bei gefülltem Becken durch die Mauermitte geht. Dann ist eine weitere Entlastung nicht mehr nötig. Das führt allerdings hei niedrigen Sperrmauern zur Aufwendung bedeutender Mauermassen; bei hohen Mauern mit großem Eigengewicht tritt dieser verstärkende Einfluß mehr zurück (s. S. 229). Die weiteren Erfahrungen im Talsperrenbetriebe werden erkennen lassen, oh es nötig ist, die vorerörterte Bedingung allgemein aufrecht zu erhalten und ob sie überhaupt geeignet erscheint, im wirklichen Gefahrfalle das sicher zu stellen, was man damit beabsichtigt.

Ein Beispiel solcher Notauslässe bietet u. a. die Ennepetalsp erre (Ruhrgebiet) (Abb. 247 u.248). Das Niederschlagsgebiet ist 48 qkm groß. Die allergrößte zu erwartende Hochflut ist zu 48 bis 50 cbm/sek. anzunehmen. Der mittlere jährliche Abfluß des Einzuggebietes beträgt rund 36 Mill. cbm. Die gewöhnliche Hochwasserentlastung besteht aus einem Überlauf in der Mitte der Mauer. Es sind hier 13 Öffnungen mit im ganzen 70,2 m Länge vorhanden, die für die Fahrbahnüberführung überwölbt sind. Am Fuß der Mauer befindet sich ein auf festem Felsen gegründetes Absturzbecken. Die Mauer ist aus Grauwacke und Grauwackeschiefer mit Traßmörtel hergestellt. Für die Hochwasserentlastung in Notfällen sind 4 Öffnungen von 1,50 zu 1,80 m Querschnitt unterhalb des Mauerüberlaufs angeordnet. Diese Auslässe sind mit Schützvorrichtungen versehen, die von der Mauerkrone aus bedient werden können.

Über die Notauslässe an der Waldecker Talsperre s. S. 385.

b) Bemessung der Leistungsfähigkeit der Entlastungsanlagen.

die eigentlich schadenbringende Hochflut

In einigem Umfange übt ein volles Sammelbecken selbst, wie durch die Erfahrung erwiesen und durch Rechnung nachweisbar ist, eine abflußverzögernde Wirkung aus. Überdies soll (z. B. bei Hoch Wasserbecken) der Schutzraum ausreichen, die größte Flutwelle in sich aufzunehmen. Wenn also dieser Raum, der bei Beginn der Flut leer steht, durch die kommenden Wässer anschwillt und die Vollfüllung erreicht, so soll — einen normalen Vorgang vorausgesetzt vorüber sein. Wenn in diesem Zeitpunkt dennoch mehr aus dem Niederschlagsgebiet zuströmt, als die unschädliche Menge beträgt, so hat die obere Entlastung in Höhe der Mauerkrone in Wirksamkeit zu treten. Die Flut wird dann aber schnell im Sinken sein. Das liegt im Zweck der Anlage. Diese Überlegungen könnten dafür sprechen, den Entlastungen eine kleinere Leistungsfähigkeit zu geben, als die größte sekundliche Hochwassermenge beträgt.

Das

Wie ein gefülltes Sammelbecken in einigem Umfange immerhin noch eine zurückhaltende Wirkung ausübt, erweist die folgende Betrachtung. Der Schutzraum bildet sich entsprechend der Stauhöhe, die notwendig ist, eine gewisse Abflußmenge über den Überlauf strömen zu lassen. Setzt man eine Strahldicke vor 1,0 m voraus und nimmt den Abfluß wert % u = 0,50 an, so ergibt sich nach der üblichen Wehrformel auf je 1 m Überfalllänge eine abfließende Wassermenge von 2,2 cbm/sek. Bis diese Stauhöhe von 1,0 m entstanden ist, bildet sich ein Stauraum, dessen Größe von der Geländegestaltung des Beckens abhängt. Bei dem Solinger Staubecken z. B. ist die Wasserfläche in Überlaufhöhe 236000 qm; also der aufgestaute Raum 236000 cbm. Bei sehr großen Becken bringt jedes obere Meter noch wesentlich größere Stauräume, denkbar höchste Hochwasser des Zuflußbaches zur Solinger Talsperre ist 12 cbm/sek. Wenn also der Fall eintreten würde, daß zugleich mit der Spitze der Hochflut von 12 cbm der Stauraum des Beckens (3 Mill. cbm) gefüllt wäre, so könnte dieser höchste Zufluß während rund 5,5 Stunden anhalten, ehe sich die Stauhöhe entwickelt hätte, um

12 cbm/sek. über den Überlaufrücken zu drängen. Wenn man bedenkt, daß die Spitzen der Höchstfluten nur kurze Zeit anzuhalten pflegen — etwa 1 bis l¹/₂ Stunden, dann flaut die Flut ab — so ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Höchstmenge 12 cbm/sek. nie erreicht werden wird.

von

Tabelle 65. Hochwasserabflußmengen in Gebirgsfliissen.

(Nach Messungen.)

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Bemerkungen

Größe des Niederschlagsgebietes in qkm

Größte Abflußmenge in cbm/sek. vom qkm

Wupper bei Dalhausen . . Eschbach bei Remscheid .    .

Sengbach bei Solingen .    .

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Steinbach (Katzbach)......

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Görlitzer Neiße (Böhmen).....

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24.    Nov. 1890 Febr. 1909

nach 9jähriger Messung Febr. 1909

25.    Nov. 1890

nachträglich nach Höhenmarken an der Brücke b. Günne berechnet

j 2jährige Messung

bei der Hochflut v. Jahre 1897

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Bei ungünstiger Lage des Beckens in der Richtung der vorherrschenden Winde kann jedoch die erörterte Wirkung des vollen Beckens durch den Windstau, der sich an der Sperrmauer bildet, aufgehoben werden. Dazu kommt, daß die allergrößte sekundliche Hochwassermenge beim Ausbau der Talsperren selten genau und endgültig bekannt ist, vielmehr nur nach mehr oder weniger verläßlichen Schätzungen für den Entwurf festgelegt werden kann. In Erwägung dieser Umstände empfiehlt es sich zur größeren Sicherheit, auf jene günstigen Einflüsse nicht zu rücksichtigen, umsomehr, als wir gegenüber diesen großen wasserwirtschaftlichen Unternehmungen im Anfänge der Erfahrungen stehen. Auch an den Hochwasserschutzbecken von Marklissa und Mauer in Schlesien, die rechnungsmäßig erst gefüllt sein werden, nachdem sie eine so ungewöhnliche Hochflut, wie die vom Juli 1897, aufgenommen haben werden, ist die gesamte Leistung aller Entlastungseinrichtungen so reichlich bemessen, daß sie in Marklissa die volle Hochflut von 780 cbm/sek., in Mauer annähernd die Spitze von 1350 cbm/sek. abzuführen vermögen. Auch bei dem Lauchenseeweiher in den Vogesen (Abb. 77) sind die Überfälle sehr reichlich bemessen. Es beträgt dort die jährliche Nieder-

schlagshöhe bis 1870 mm und es sind etwa 60 v. H. des Niederschlagsgebietes bewaldet. Die größte sekundliche Zutiußmenge von 557 ha ist zu 14 cbm/sek. d. h. 25 1/sek. von 1 ha berechnet worden. Die Überfälle sind so groß angelegt, daß sie 40 cbm/sek. abführen können mit Rücksicht auf die besonderen örtlichen Verhältnisse, daß nach starkem Schneefall bei gefrorenem Boden plötzlich warmer Regen eintritt.

¹

   Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 62. Vgl. auch IV. Aufl., III. Teil, 8. Bd. dieses Handbuches.

²

   Zeitschr. f. Bauwesen 1908, S. 407.

³

³)    Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1904, S. 92.

Einigen allgemeinen Anhalt über die größten vorkommenden Hochwassermengen in deutschen Gebirgsflttssen gibt die Tab. 65 (vgl. auch Abb. 50).

c) Die Höhenlage des Überlaufs.

Zur Ergänzung der in § 21 mitgeteilten Angaben sei noch folgendes bemerkt: Im Interesse einer zweckmäßigeren Ausnutzung des Stauraumes scheint es jedenfalls erwünscht, die Überlaufschwelle so nahe als es unter obwaltenden Umständen mit Sicherheit zulässig ist, an die Mauerkrone zu legen. Denn jedes obere Meter bedeutet im Becken einen sehr bedeutenden Stauraum und man wird lieber den Überlauf länger, als einen solchen Stauraum unverwertbar machen. Andererseits ist, wie schon auf

S. 211 ausgeführt, Rücksicht auf Wellenschlag und Windstau zu nehmen, der besonders bei großen Becken mit weitausgedehnten Wasserflächen zur Geltung kommt. Es empfiehlt sich somit, die Überlaufkante nicht höher als 1 m unter Krone der Mauer zu legen (Abb. 73). Bei der Talsperre der Stadt Chemnitz ist dieses Maß z. B. 2 m, bei der Urfttalsperre, deren Beckenlänge rund 10 km beträgt, ist die Mauerkrone um l¹/₂ m über Überlauf angeordnet.

Dieser Höhenunterschied von 1 m zwischen der Uberlaufkrone und der Mauerkrone

der Talsperren ist bisher bei deutschen Ausführungen im allgemeinen als Regel festgehalten worden. Nicht als eigentliche unmittelbare Abweichung hiervon, aber doch mit dem Ergebnis, daß dieses Maß vermindert wird, ist neuerdings bei einer Reihe von Anlagen das Bestreben hervorgetreten, durch nachträgliche Erhöhung des massiven Überlaufs die Stauhöhe zu heben. Dies ist meist durch bewegliche Aufsätze — selbsttätig oder von Menschenhand zu bedienen — geschehen. Meist in einfachster Konstruktion durch Aufsetzen von Bohlen auf den Überlaufrücken. Es ist so verlockeud, mit geringen Mitteln von einigen hundert Mark durch 40 bis 60 cm Aufhöhung einen Stauinhalt von 100000 bis 200000 und mehr cbm zu gewinnen, während die Höherführung der Mauer in Mauerwerk einige Tausend Mark kosten würde. Dieses Bestreben kann nicht gebilligt werden. Rücksichten der Sicherheit und des Betriebes, ferner der Schutz des oberen Mauerwerks gegen die Frostwirkung, die von oben her in die Fahrbahnfläche eindringt und auch der Umstand, daß in dem durch das oberste Meter gebotenen Stauraum noch ein gewisser Schutz gegen unvorhergesehene sehr ungünstige Abflußvorgänge liegt — denn die Talsperren werden oft schon errichtet, ehe der Abfluß Vorgang, insbesondere die Größe außergewöhnlicher Fluten genau erkannt ist — sprechen dagegen. Durch Aufhöhung der Überlaufschwelle wird der Stauspiegel schon im normalen Betriebe, noch mehr aber bei starkem Wasserablauf, sehr nahe und bis auf einige Zentimeter an die Mauerkrone herangebracht. Überspülungen der Mauerkrone bei starkem Winde treten ein, die Gefahr der Verstopfung des Überlaufs ist nahegerückt, die ein Überströmen der Mauer zur Folge haben müßte. Wenn eine solche Überströmung bei massiven Mauern an sich noch nicht gefahrbringend ist, und wenn auch die Standsicherheit im allgemeinen für einen Wasserstand bis Mauerkrone eingerichtet ist, so wird doch die Zugänglichkeit zu den Betriebseinrichtungen stark behindert, die in solchen Zeiten gerade erwünscht sein muß. Auch ist nicht zu verkennen, daß aus solchen

ungewöhnlichen Vorgängen sich ein Gefühl der Beunruhigung iu der Bevölkerung herausbilden muß. Es muß darum erwünscht sein, den erwähnten Meterunterschied in allen Fällen beizubehalten und die Beckengröße beim Entwurf hinlänglich festzustellen und nicht zurückzuschrecken vor einigen zehntausend Mark Kosten, die eine größere Mauerhöhe mit vergrößertem Stauinhalt mit sich bringt, wenn dieser größere Beckeninhalt an sich wirtschaftlich berechtigt ist.

Besondere Vorsicht wird man anwenden müssen, wenn den Überfall auf der Mauer liegt und seine Überdeckung behufs Überführung eines Weges notwendig wird (Abb. 247). Um einer Verstopfung des Überlaufs vorzubeugen, ist hier die Überdeckung bei Gewölben so hoch zu legen, daß an den Kämpfern die freie Durchflußhöhe mindestens 50 cm und im Scheitel 1,0 m beträgt, wobei vorausgesetzt wird, daß die Strahldicke des Überlaufs sich zu höchstens 50 cm ergibt. Bei wagerechter Bahn wird man mindestens 70 cm lichte Höhe annehmen müssen, so daß mit 30 cm einer etwaigen Eisenbetondecke eine Höhe von 1,0 m zwischen Fahrbahn und normalem Wasserspiegel vorhanden ist (Taf. I Abb. 1).

Wo mehrere Überläufe vorhanden sind, etwa am Hang und über der Mauer, kann es in Betracht kommen, den Überfällen eine verschiedene Höhenlage zu geben. Es kann wünschenswert erscheinen, den Überlauf über der Mauer nur seltener eintreten zu lassen, um die damit immerhin verbundenen Witterungseinflüsse auf das Mauerwerk mehr auszuscheiden. Man wird dies erreichen, wenn man z. B. die Hangüberfälle um 10 bis 20 cm tiefer als den Mauerüberfall legt. Jene werden dann in gewöhnlichen Zeiten zur Entlastung dienen, und die Mauerüberläufe werden nur bei außergewöhnlichen Hochfluten in Wirksamkeit treten.

d) Eisbrecher.

Zum Schutz gegen die Verstopfung der Überläufe werden mitunter sog. Eisbrecher eingebaut, die nach Art eines weitmaschigen Gitterwerkes den Zutritt großer Eisschollen, Baumstämme usw. verhindern sollen und nur Stücke in solcher Größe durchlassen, die eine Gefahr nicht mit sich bringen.

Man hat hinsichtlich dieser Sicherheitsmasten früher große Vorsicht angewandt und ist davon heute mehr abgekommen, nachdem in zum Teil langjährigem Betrieb genügende Erfahrungen über die wirklich bestehende Gefahr gesammelt worden sind. Diese Vorrichtungen sind immer einfacher geworden und beschränken sich jetzt meist auf einfache Vergatterungssysteme aus Profileisen, die die Eisschollen u. a. derart zurückhalten sollen, daß dem Wasser möglichst freier Abzug gewährt wird (Abb. 228 u. 229 aut S. 377/78). Über die bei den schlesischen Hochwasserschutzbecken angewandten Einrichtungen s. S. 405.

§ 42. Die Entlastuugsvorrichtuiigeii der Hocliwasserseliutzbeckeii im besonderen. Allgemeines. Unter den großen Becken sind es vornehmlich die Hochwasserschutzbecken, die eine besondere Behandlung ihrer Entlastungsanlagen erfordern. Bei den reinen Kutz Wasserbecken findet ein allmähliches Ansammeln des Wassers für die Verwertung zu wirtschaftlichen Zwecken statt. Die Speisungsbäche dieser Stauweiher sind im allgemeinen in ihrem Abflußvorgang zahmer Natur. Das Kennzeichnende der hochwassergefährlichen Gebirgsflüsse ist der plötzliche Ansturm der Fluten, bedingt durch die starken Niederschläge und die abschüssigen Hänge und Gefälle des Niederschlagsgebietes, der schroffe Wechsel und Abstand zwischen Niedrigwasser und Hochflut, das schnelle

Ansteigen der Flutspitze und die bedeutende Hochwassei menge im Verhältnis zur Größe des Einzugsgebietes. Während man z. B. in Rheinland und Westfalen, im Harz und an anderen Orten bei den Nutzwasserbecken mit einem allerhöchsten Abfluß von 0,9 bis 1 cbm/sek. vom Quadratkilometer aus kleinen Hiederschlagsgebieten rechnet, hat bei der Hochflut vom Juli 1897 der Abfluß im Queis an der Absperrstelle bei Marklissa (306 qkm Einzugsgebiet) 2,6 cbm/sek. betragen und ist an anderen hochwassergefährlichen Gebirgsflüssen Schlesiens bis auf 4 cbm/sek., an kleinen Einzugsgebieten sogar noch weit höher gestiegen. Hier kommen Wassermengen zum Abfluß, wie zu Hochwasserzeiten in den Strömen der unteren Täler. Die Einrichtungen zu ihrer Bewältigung an den Sperrmauern sind unterzubringen auf dem engen Raum, den das Gebirgstal bietet. Denn das Abschlußbauwerk soll zur Kostenersparnis möglichst an einer Talenge errichtet werden. In diesen Verhältnissen liegt ein grundsätzlicher Unterschied zwischen den gewöhnlichen Nutzweihern und den Hochwasserschutzbecken begründet.

Die Einrichtungen für die Entlastung der Hochwasserschutzbecken sind nach zwei Gesichtspunkten zu treffen. Es ist zu unterscheiden:

1.    Die Entlastung des Beckens zum Zweck des Hochwasserschutzes.

2.    Die Entlastung für die größten Hochwassermengen bei gefülltem Becken.

Es muß betont werden, daß diese beiden Zwecke in der Bauart wie im Betrieb der Sammelbecken streng auseinanderzuhalten sind.

aufnehmen kann.

wassers berechnete Raum in vollem Umfang in Anspruch genommen ist, wird, wenn dann wider Erwarten noch ein weiterer starker Zufluß erfolgt, notgedrungen das untere Tal mehr belastet werden müssen. Die Entlastungseinrichtungen müssen also so be-sein, daß sie im allgemeinen weniger, im höchsten Fall aber soviel abführen können, als jene unschädliche Abflußmenge beträgt. Bei reinem Hochwasserschutzzweck würde sich dies durch unverschlossene Abflußöffnungen, die im unteren Teile der Mauer oder des Staudammes oder vor Umläufen ausgespart sind, erzielen lassen, wie das erstere z. B. an den kleineren schlesischen Schutzbecken geschehen ist. Ihre Leistungsfähigkeit muß so groß sein, daß sie unter dem Druck des gefüllten Staubeckens die vorgeschriebene Wassermenge hindurchlassen. Der Betrieb wird dadurch möglichst vereinfacht und von der Zuverlässigkeit des Wärters unabhängig gemacht. Bei vereinigtem Nutzwasser- und Hochschutzbecken läßt sich die Leistungsfähigkeit der Entlastung und ihr Betrieb nicht in so einfacher Weise dieser Bedingung anpassen. Wenn zwar die eigentliche Hochwasserentlastung jener Aufgabe unschwer gerecht werden kann, so erhöhen die unerläßlichen Grundablässe die gesamte Abfluß möglichkeit auf mehr als das unschädliche Hochwasser. Der Betrieb muß mit eingreifen und den Abflußvorgang regeln.

Es ist dies eine tiefgreifende Frage, und darin besteht die Schwierigkeit der Gestaltung dieser Entlastungseinrichtungen, die Wirksamkeit der selbsttätigen Anlagen, d. h. solcher Abzugskanäle, die dauernd offen sein sollen, und der für gewöhnlich geschlossenen Grundablässe, die der Tätigkeit des Wärters unterstehen, in Einklang bringen mit den erstrebten Schutzzwecken. Mit Rücksicht auf die Leistung bei Abführung der vollen Hochflut müssen die Grundablässe einen bedeutenden Durchfluß — z. B. 300

Es ist Aufgabe des Schutzraums, diejenigen Wassermengen zurückzuhalten, welche bei einer Hochflut schadenbringend zum Abfluß gelangen würden. Deswegen wird man, solange dieser Stauraum noch nicht gefüllt ist, nur soviel Wasser ins untere Tal abströmen lassen, als der Fluß »unschädlich«, d. h. bordvoll und ohne auszuufern, Erst wenn der für die Aufspeicherung eines größten Hoch-

messen

falls sie geöffnet sind —

zu

bis 400 cbm/sek. bei den großen schlesischen Schutzbecken — erhalten. Daraus ist ohne weiteres ersichtlich, daß im Betrieb der unterhalb gelegene Bach, ehe der Hochwasserraum für die Aufspeicherung ausgenutzt ist, mit einem weit größeren Wasser belastet werden könnte, als er bordvoll abzuführen imstande ist. Nicht verkannt werden darf, daß hierin eine gewisse Gefahr liegt, die nur ein geschickter und überlegender Betrieb vermeiden wird. Sie ganz auszuschalten, ist nach Lage der Dinge nicht tunlich. Die Grundablässe sind notwendig als Reserve für die etwa erforderliche voreilende Entleerung des Nutzwasserraumes, wenn eine plötzliche Hochflut zu erwarten ist, oder auch für die Betriebswasserentnahme (Kraftbetrieb, Bewässerung u. a m.). Hier waltet in gewissem Grad ein Zwiespalt der Betriebsanforderungen vor, dem man zweckmäßig durch eine auf das unerläßliche Maß beschränkte Leistungsfähigkeit dieser Auslässe Rechnung

tragen kann.

Es scheint somit bei gemischtem Nutz- und Schutzbetrieb dem Zwecke angepaßt, das Abführungsvermögen der Entlastungen so einzurichten, daß der Überlauf, dessen Überlaufschwelle in Nutzwasserspiegelhöhe liegt, zusammen mit den Grundablässen imstande ist, die unschädliche Abflußmenge abzuführen bei einem Wasserstande im Becken von etwa 1 m über jener Uberlaufschwelle. Auf diese Weise wird erreicht, daß dieser Wasserabfluß, der immerhin schon ein beträchtliches Hochwasser darzustellen pflegt, nur selten eintritt. Das Ziehen der Grundablässe ist dann nur als ein Notbehelf anzusehen. Die eigentliche Entlastung erfolgt durch den Überlauf, der bei gefülltem Schutzraum allein die ganze unschädliche Vorflut schafft.

Allgemeines über die baulichen Anordnungen der Entlastungsanlagen. Wenn allgemein betont werden muß, daß bei dem Ausbau der Betriebseinrichtungen von Talsperren möglichste Einfachheit angestrebt werden sollte, so gilt dies in besonderem Maß für die Hochwasserschutzbecken mit ihren großen Wassermengen, die durch das Becken hindurchzuführen sind. Je einfacher diese baulichen Vorrichtungen sind, desto natürlicher werden sie sich ihrem Zweck und dem monumentalen Charakter des Bauwerks und der Dauerhaftigkeit des Mauermassivs anpassen. Es scheint, daß Eisenkonstruktionen nach Möglichkeit zu vermeiden sind. Bei allen maschinellen Einrichtungen der Absperrung, der Rohrleitungen, Schieber, Schützen, Gitterwerke usw. muß Betriebssicherheit das erste Bestreben des Konstrukteurs sein. Ein umfangreicher eiserner Gitteraufbau, wie er z. B. für die Hochwasserentlastung an der Talsperre von Marklissa vorhanden ist, macht in seiner äußeren Erscheinung einen künstlichen Eindruck.

Im allgemeinen muß es als eine grundsätzliche Forderung für den Betrieb hervorgehoben werden, daß die Entlastungen sowohl in Höhe des Nutzwasserspiegels wie in Mauerkronenhöhe ständig offen sind und sofort wirksam werden, sobald die festgesetzte Stauhöhe des Beckens erreicht ist. Es soll weiter unten erörtert werden, in welchen Fällen und unter welchen Bedingungen es zulässig und erwünscht erscheinen kann, bei ersteren einen Abschluß vorzusehen.

Die Anordnungen in Höhe des Nutzwasser Spiegels. Als eine kennzeichnende Erscheinung in der baulichen Einrichtung der Hochwasserschutzsperren treten die Anordnungen in Höhe des Nutzwasserspiegels hervor. Diese Entlastung kann geschehen durch Überfälle an den beiden Hängen, die nach Abfallschächten oder Stollen Vorflut haben, oder durch Öffnungen in der Mauer selbst. An der Talsperre von Marklissa baute Intze hierfür zwei mit Beton und Eisen ausgepanzerte Schächte von 4 bez. 5 m Durchmesser für eine Leistungsfähigkeit von 110 bez. 190 cbm/sek. ein. Der Absturz des Wassers hat hier eine Höhe von etwa 26 m. In nicht vollkommen festem

Die Entlastungsvorrichtungen der Hochwasserschutzbecken im besonderen. 399 Gestein kann man Bedenken tragen

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Schächte zu legen, zumal hei noch gesteigerten Höhen und Abflußmengen, steiler, hoher Wasserfall muß naturgemäß entsprechende Kraftwirkungen auf die Umgebung äußern, und die Erschütterungen können das Gestein lockern. Auch kann es für vorteilhaft halten, statt der Auspanzerung mit Stahlplatten eine Verkleidung mit Granit oder anderem festen Werkstein auszuführen. Denn die Auspanzeruug in Marklissa hat sich nicht durchweg bewährt¹). Es ist durch die im Schacht abstürzenden Wassermassen ein Teil der Eisenplatten in den Umlaufstollen herausgerissen worden, was sich allerdings auf Grund der gewonnenen Erfahrungen in Zukunft durch bessere Verankerung der Auskleidung in der Betonhinterfüllung vielleicht würde vermeiden lassen. Die Gefahr des Durchrostens bleibt indessen bestehen.

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Man kann einen Schacht, der auf 60 bis 80 cm mit festem Quaderstein gekleidet ist, gegenüber sehr bedeutenden Angriffen für widerstandsfähig halten. Eine solche Verblendung bietet sicher auch einem dahinterliegenden, weniger guten Gestein vorzüglichen Schutz. Der Wasserabsturz in diesen Schächten findet ja nicht dauernd, sondern nur zeitweise statt, und besonders die Abführung der Höchstmassen tritt nur ausnahmsweise ein, vielleicht nur je nach Verlauf von vielen Jahren. Aber man wird nach allem doch Bedenken tragen können, solche Abfallschächte mit zunehmender Absturzhöhe mit mehr als etwa 100 cbm/sek. zu belasten.

Die Gewalt des abströmenden Wassers kann gemildert werden, wenn statt des senkrechten Abfalls in Schächten eine schräge Stollenführung im Anschluß an die Uberlaufschwelle in Höhe des Nutzwasserspiegels gewählt wird. Diese Stollen werden durch die Berghänge mit ausreichend flachem Gefälle derart angeordnet, daß ihre Ausmündung etwa in Geländehöhe des Tales weit unterhalb der Mauer liegt (s. S. 362 u. 390). Die Gewalt des herausschießenden Wassers muß hier durch ein kräftiges Sturzbett aufgenommen werden, das in seiner Widerstandsfähigkeit möglichst durch ein Wasserpolster zu verstärken ist. Das ist eine von den amerikanischen Ingenieuren bevorzugte Anordnung.

Mit der Entlastung durch die Mauer hindurch ist sicherlich eine große Vereinfachung erzielt. Aber man darf nicht übersehen, daß es zweifelhaft sein muß, ob die Einrichtungen, die man in dieser Weise für kleine Wassermengen von 10 bis 50 cbm/sek. leicht und gefahrlos für den Bestand des Bauwerks und den Betrieb treffen kann, auch gleich verläßlich wirken, wenn es sich um Hunderte Kubikmeter handelt. Man gelangt dann dazu, daß in der Sperrmauer Öffnungen von 30 qm und mehr notwendig werden. Solch große Durchbrechungen müssen die erwünschte Gleichmäßigkeit des Talsperrenmauerwerks beeinträchtigen und die Widerstandsfähigkeit der Mauer stören. Überdies entwickelt sich beim Durchströmen in den breiten Öffnungen der volle hydraulische Wasserauftrieb²). Die Wirkungen des Strudels, wenn sich 300 cbm und mehr aus dem gefüllten Becken bei 20 bis 30 m Druckhöhe abstürzen, lassen sich gar nicht übersehen. Und man verbessert die Sachlage keineswegs, wenn man mehrere kleine Abzugskanäle nebeneinander schafft. Die vorbeschriebene Stollenentlastung wird immer der empfehlenswertere Weg bleiben.

Nun einige Worte über die oben berührte Frage, ob diese Ablaßöffnungen in Höhe des Nutzwasserspiegels ständig offen zu halten sind oder ob die Möglichkeit, sie zu schließen, konstruktiv vorgesehen werden soll. Die Offenhaltung ist an sich eine

1)    Zeitschrift für Bauwesen 1908, S. 406.

²)    Vgl. des Verfassers Aufsatz: Beitrag zur Frage des inneren Auftriebes in Talsperren. Zeitschrift für Architektur- und Ingenieurwesen 1908, 3. Heft.

durchaus berechtigte Forderung, und hierauf baut sich bei strenger Durchführung des Gedankens der eigentliche Zweck des Hochwasserschutzes auf. Danach soll der Schulzraum in jedem Augenblick zur Aufnahme plötzlicher Hochfluten frei sein. Wird seine Mitheranziehung für Nutzzwecke in das Belieben des Dienstes an der Sperrmauer gestellt, so entsteht Gefahr für den Schutzzweck, die sich durch die Gewöhnung verstärkt, wenn etwa Jahre hindurch keine außergewöhnlichen Fluten eintreten.

Für den Einbau von Abschlußvorrichtungen sprechen folgende Gründe:

1.    Die Unterlagen für die in Betracht kommenden hydraulischen Rechnungen sind nach dem heutigen Stande unseres Wissens nicht so sicher, daß man auf die Richtigkeit der Ermittlungen für das Abführungsvermögen der Hochwasserentlastungen unbedingt bauen kann. Die Regelungsfähigkeit ist daher erwünscht, wie sich dies auch bereits im Betriebe der kleinen schlesischen Hochwasserschutzbecken erwiesen hat.

2.    Man hat es durch die Schütze in der Hand, in dem Augenblick, in dem die Hauptmasse des Hochwassers vorüber ist, wo also ein langsamer Abfall beginnt, den Rest des Hochwassers im Becken zurückzuhalten. Man befreit auf diese Weise die Unterlieger von den Nachteilen und Schäden langandauernder, allmählich abfallender Hochfluten. Zudem kann dieses aufgespeicherte Hochwasser späterhin als Kraftwasser oder für andere Zwecke Verwendung finden, während es bei offenen Entlastungen nutzlos abfließt.

3. Man kann bei kleineren Flutwellen, deren Größe man nach den niedergegangenen Regenmengen, wenn einige Erfahrungen über den Abflußvorgang vorliegen, zu beurteilen und vorauszusehen imstande ist, das ganze Hochwasser im Becken zurückhalten, um es zu verwerten.

Das sind bedeutend ins Gewicht fallende Vorteile. Wenn man zwar die drohende

Zweischneidigkeit dieser Maßnahmen nicht unterschätzen darf, wo nicht Sachkenntnis, Umsicht und Verläßlichkeit die Leitung hat, so wird man doch — alles in allem genommen — gut tun, die Möglichkeit zu wahren, daß im gegebenen Fall der Abschluß erfolgen kann. Dies ist auch bei den großen schlesischen Hochwasserschutzbecken von vornherein geschehen, und bei den kleinen Anlagen werden nachträglich Abschlußvorrichtungen eingebaut, nachdem der Betrieb gezeigt hat, daß die offenen Durchlässe einen unzulänglichen Hochwasserschutz bringen. Solange aber Erfahrungen im Betriebe des einzelnen Beckens nicht vorliegen, werden diese Schütze usw. beständig hochzuhalten sein, und es kann in Betracht kommen, ihre Handhabung einer unbeteiligten, etwa der staatlichen Aufsicht zu unterstellen.

Der Zweck bedingt es, daß im Betrieb dieser Entlastungsanlagen große Öffnungen mehreren Quadratmetern Fläche auf einmal freigemacht werden können. Gewöhn-

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liehe Absperrschieber oder Gleitschütze sind daher nicht empfehlenswert, weil zu ihrer Bewegung sehr bedeutende Kräfte notwendig sein würden. Man tut gut, gegenüber der gleitenden die Vorteile der rollenden Reibung auszunutzen. Es kommen hierfür Rollschütze, deren Beweglichkeit noch durch Einlegung von Walzen in die Rollenachsen erleichtert werden kann, oder Segmentschütze in Betracht (s. S. 368). An den schlesischen Sperren ist erstere Art eingebaut; letztere findet sich bei amerikanischen Anlagen.

Die Entlastnngseinrichtungen in Höhe des Hochwasserspiegels bei gefülltem Schutzbecken. Wenn irgendwo, so muß besonders bei diesen Entlastungen in Hoclrwasserküke der Schutzbecken der Gedanke in den Vordergrund treten, die Ge-

samtwassermenge auf mehrere Abflüsse zu die Mauerkrone, Uber Hangkaskaden, durch Umlaufstollen in Mauerkronen- und Tal-

verteilen: also das Wasser gleichzeitig über

sohlenhöhe und vielleicht auch durch Stollen in der Sperrmauer selbst zu führen. Bei der Entlastung in Höhe der Talsohle hat allerdings ein sicheres Arbeiten der Schützenoder Schieberverschlüsse bei der starken Belastung eine erhöhte Bedeutung. Auf einen oder zwei Umlaufstollen in der Talsohle drängen meist schon die Forderungen der Bauausführung, um den Fluß von der Baugrube der Sperrmauer abzuleiten. Dadurch werden die Angriffe in den einzelnen Wassergängen selbst bei einer Gesamtmenge 1000 cbm/sek. und mehr auf ein unbedenkliches Maß zurückgeführt werden können.

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man es zu

Wo die Grundablässe in Umlaufstollen angeordnet werden, sollte erreichen suchen, daß die Stollen in der Mauer ganz fortfallen, und sie nur dort als letztes Mittel in Betracht ziehen, wo die ungewöhnliche Größe der zu bewältigenden Wassermenge auf die weitestgehende Dezentralisierung drängt oder wo die Entnahme von Betriebswasser bei Becken, die neben dem Hochwasserschutz auch anderen Zwecken dienen, dies erheischt.

Zusammenfassung. Die baulichen Anordnungen für die Entlastungsanlagen der Hochwasserschutzbecken gliedern sich somit in folgende Gruppen:

1.    Grundablaßrohre in der Sperrmauer in einem oder zwei Stollen oder als Mauer-ötfnungen.

2.    Grundablaßrohre in einem oder mehreren Umlaufstollen oder Ausnutzung des Stollens in seinem ganzen Querschnitt.

3.    Entlastungsanlagen in Höhe des Nutzwasserraums, sofern ein solcher vorhanden ist. Hierzu dienen: Stollen in den seitlichen Berghängen, Abfallschächte und — aber nicht empfehlenswert für große Wassermengen — Öffnungen in der Sperrmauer.

4.    Entlastungsanlagen in Höhe des höchsten Stauspiegels. Hierzu dienen: Abfallschächte, Stollen, Überläufe auf der Mauer oder an den Berghängen.

Die schlesischen Hochwasserbecken.

Es wird im Anschluß an die vorstehenden Darlegungen interessieren, die Einrichtungen kennen zu lernen, die an den schlesischen Hochwasserbecken getroffen sind, um ihren Zweck, die Zurückhaltung der schadenbringenden Hochfluten, zu erreichen, und zugleich, wenigstens bei einem Teile, das aufgestaute Wasser nutzbringend verwenden zu können. Hinsichtlich der allgemeinen Bedeutung dieses Unternehmens sei auf die Ausführungen S. 31 verwiesen. Hier sollen nur die konstruktiven Einrichtungen besprochen werden.

Es sei bemerkt, daß die Unterschiede zwischen Mittelwasser und höchstem Hochwasser betragen:

Mittelwasser Hochwasser

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Die Sammelbecken sind zum Teil durch Sperrmauern, meist aber durch Erddämme abgeschlossen (s. S. 210 u. 309 u. f.). In den Dämmen sind wehrartige massive Überfallmauern eingebaut, deren Schwelle 1,5 bis 2 m unter Dammkrone liegt. Die Überlauflängen sind so bemessen, daß sie eine volle zweite Hochflut abzuführen imstande sind, falls eine solche eintritt, nachdem das Becken etwa durch eine erste Hochflut gefüllt ist. Die Überfallmauern enthalten in Höhe der Beckensohle Öffnungen von 2 bis 6 qm Lichtweite, die so bemessen sind, daß sie unter dem Druck des vollen

am Queis oberhalb Lauban Bober in Hirschberg. . . Neiße in Glatz.....

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

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Abb. 249 U. 250. Aufriß und Querschnitt des gemauerten Überlaufs im Staudamm des Stauweihers im Zacken.

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Abb. 251. Schnitt durch den gemauerten Überfall im Staudamm des Stauweihers bei Herischdorf.

Beckens (12 bis 20 m) die unschädliche Wassermenge durchzulassen vermögen, d. h. eine Wassermenge, die der unterliegende Bach bordvoll und ohne auszuufern abflihren kann, während der Sammelbeckenraum so groß ist, daß er die schädliche Hochwassermenge, das ist jene, die ausufernd Schaden bringen würde, aufzunehmen vermag.

Diese Öffnungen in den Überfallmauern sollten nach dem ursprünglichen Betriebspläne ständig offen bleiben, um ihr sicheres Wirken nicht von der Bedienung des Wärters abhängig zu machen. Es hat jedoch der bisherige Betrieb erkennen lassen, daß bei kleineren Fluten alles von oben herabkommende Wasser durch die Öffnungen der Staudämme hindurchgeht, so daß eine zurückhaltende Wirkung nicht zur Geltung kommt, ja es kann den Unterliegern gegebenenfalls mehr zufließen als vor Erbauung der

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Becken, indem der Druck des stauenden Wassers große Abflußmengen durch die Öffnung hindurchtreibt. Die Bevölkerung hat also unter diesen Umständen von den Schutzbecken nicht den vollen erhofften Vorteil. Auch die Anordnung mehrerer kleiner, übereinander liegender Öffnungen (Abb. 249 u. 250) statt einer großen Öffnung läßt eine Regelung der Wasserzurückhaltung nur in bestimmten Grenzen zu und hat den Nachteil, daß die klei-Öffnungen durch schwimmende Gegenstände (Holz, Strauchwerk usw.) bei Hochwasser in Gefahr kommen verstopft zu werden. Es sind daher — wie dies an den großen Schutzbecken von Marklissa und Mauer gleich bei der Ausführung geschehen die Durchlässe nachträglich ganz oder teilweise verschließbar gemacht worden, damit bei kleineren Hochfluten mehr als die schädliche Wassermenge zurückgehalten und der Unterlauf der Bäche entsprechend weniger belastet wird. Man kann damit auch den Wasserablauf der Größe der einzelnen Hochflut anpassen, ein Umstand, der nach den

bisherigen Betriebsergebnissen an den schlesischen Becken flir die Unterlieger bedeutsamer ist, als die selbsttätige Wirkungsweise.

St au weiher bei Herischdorf (Abb. 251). Für die Hochwasserentlastung ist in dem gemauerten Überfall, der ein stark befestigtes Sturzbett erhalten hat, in Geländehöhe ein stets offener Durchlaß von 7,3 qm Querschnitt ausgespart. Dieser Durchlaß ist bestimmt, die gewöhnlichen Hochfluten bis zur Aufnahmefähigkeit des unteren Bachgerinnes abströmen zu lassen. Die aufgestauten Massen sollen in dem Baum von 4 Mill. cbm Platz finden und nur, wenn ein größeres Hochwässer als das vom Jahre 1897 aufkommt, würde der Überlauf — nach den Berechnungen — in Wirksamkeit treten. Der Überlauf stellt also gleichsam nur ein Sicherheitsventil dar.

Die bisherigen Anschwellungen des Haidewassers nach Fertigstellung des Stauweihers sind so hoch gewesen, daß die 1,84 m hohe Durchflußöffnung ein wenig überdeckt wurde. Dabei will man, nach den dem Unterzeichneten an Ort und Stelle gewordenen Mitteilungen, beobachtet haben, daß bei kleineren Hochfluten alles von oben herabkommende Wasser durch die Öffnung des Staudammes hindurchgeht und eine zurückhaltende Wirkung nicht zur Geltung kommt. Die für einen Hochwasserschutz bei Eintreten von Fluten, wie die vom Jahre 1897 eingerichteten Öffnungen sollen darnach den Weiher bei kleineren Fluten wirkungslos machen. Vgl. auch Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtsch. 1908 S. 49 u. f.

Das Hochwasserschutzbecken bei Marklissa. (Abb. 252.) Das Becken ist bestimmt, den höchsten Hochwasserabfluß des Queis von 780 cbm/sek. auf 110 cbm/sek., die in dem Flußbett

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Abb. 253. Längsschnitt durch den linken Umlaufstollen. Ungef. Maßstal) 1:2000.

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die Sohlenbreite 39,1 m. Im Grundriß ist die Mauer nach einem Halbmesser von 125 m gekrümmt und hat eine Kronenlänge von 145 m. (Abb. 79.)

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Abb. 254. Schnitt durch die Abmauerung und Anordnung der Schieber in den Grundablässen der Umlaufstollen.

Für die Kraftwasserentnahme und Entleerung des Beckens sind in zweien innerhalb der Mauer liegenden Stollen je eine Rohrleitung von 1100 mm Durchmesser angeordnet. Ein Rohr von 300 mm Durchmesser in jedem Stollen sorgt für die Ableitung des Wassers aus den Schächten. Die Rohre sind auf 4,5 m wasserdicht eingemauert. Zum Verschluß der Rohre dienen Schieber, wie sie bei Wasserleitungen üblich sind. Es ist doppelter Verschluß vorhanden. Der Betriebsschieber liegt in einem Schieberhause an der Luftseite, ein Reserveschieber an der Wasserseite kann vermittelst des Gestänges von der Krone der Mauer bedient werden. Die Rohre werden dem 100 m unterhalb liegenden Kraftwerk zugeführt.

Zwei Umlaufstollen von 5,8 m Durchmesser und etwa 200 m Länge, in den beiderseitigen Berghängen durch den Fels gebrochen, dienten während der Bauzeit zur Umleitung des Queis um die Baustelle der Sperrmauer. (Abb. 252.) Nach Fertigstellung der Talsperre wurden die Umlaufstollen abgemauert und in den rund 17 m langen Betonpfropfen je 3 Rohre von 1100 mm Durchmesser eingebaut, die ebenfalls doppelte Schieberverschlüsse erhalten haben. (Abb. 253 u. 254.) Sie dienen zur Hochwasserentlastung. Durch diese Grundablaßrohre kann, wenn erforderlich, das Nutzwasserbecken

in kurzer Zeit fast vollständig entleert werden. Es würde dies zu geschehen haben, wrenn bei gefülltem Nutzwasserbecken der Eintritt einer Hochflut zu befürchten ist.

In Höhe des Nutzwasserspiegels befinden sich an beiden Hängen Überläufe von je 30 m Länge. (Abb. 255.) Hinter ihnen liegen in Schachtgebäuden je 3 Entlastungsschützen in 2 Reihen übereinander, also im ganzen 12 Stück, von je 2,5 zu 1,5 m Lichtweite, von denen die unteren Schieber für gewöhnlich offen sind, um einen zu hohen Stau über den Nutzwasserspiegel zu verhindern. Sie reichen aus, um die Wassermenge von 110 cbm/sek. bei 90 cm Überströmung abzuführen. Die oberen Schützen sind geschlossen und werden nur in außergewöhnlichen Fällen geöffnet werden, um die abzuführende Wassermenge vergrößern zu können. Die Schütze sind als Rollschütze ausgebildet, um die Bewegungswiderstände zu vermindern (s. S. 370). Die Räder von 34 cm Durchmesser laufen auf

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Stahlschienen. Durch Schließen dieser unteren Schütze kann gegebenenfalls der obere Hochwasser-mit für Nutzzwecke in Anspruch genommen werden. Von den Überläufen in Höhe des Nutz

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zusammen 428 cbm/sek.

Wasserspiegels geht das überstürzende Wasser durch die mit Stahlblechen ausgepanzerten Stollen von 4 m Durchmesser in ebenfalls ausgepanzerte Abfallschächte von 5 m Durchmesser und von diesen in die unteren Teile der gepanzerten Umlaufstollen. In Höhe des Hochwasserspiegels, 2 m unter der Mauerkrone, sind an beiden Hängen Überläufe aus Beton von je 68 m Länge vorhanden, über welche das Wasser in die beiden gepanzerten Abfallschächte gelangt. (Abb. 255 u. 256.) Die oberen Enden dieser Abfallschächte sind mit Hauben aus Eisenkonstruktion versehen, um treibende Gegenstände fern zu halten. Diese oberen Überläufe besitzen eine Leistungsfähigkeit von

Die Eisenpanzerung besteht aus 10 mm starken Blechen, die auf einer 60 cm starken Beton-hinterfüllung befestigt sind. (Abb. 257.) Der unterhalb der Einmündungen der Schächte gelegene Teil der Stollen ist mit Bruchsteinmauerwek ausgemauert. Der obere Teil bis zu den Rohrleitungen ist im wesentlichen ohne Ausmauerung gelassen, da hier nicht allzu große AVassergeschwindigkeiten aut-treten. Die beiden Umlaufstollen münden einander gegenüber aus, damit sich die lebendige Kraft der Wassermassen gegenseitig vernichtet. Zur Beruhigung der aus den Umlaufstollen ausströmenden

Wassermassen (Abb. 258) und zur Herstellung eines Wasserpolsters unter dem Absturz aus den Abfallschächten ist ein Rückstauwehr von 1,75 m Höhe unterhalb der Ausmündung der Umlaufstollen hergestellt, wodurch ein Rückstau von 1 bis 2,5 m Höhe in den Stollen verursacht wird.

Für gewöhnlich gestaltet sich der Betrieb der Talsperre etwa folgendermaßen : die Druckrohre in den Rohrdurchlässen der Talsperre entnehmen das Kraftwasser bis zu etwa 6 cbm/sek. Das darüber

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Abb. 256. Das Hochwasserschutzbecken im Queis hei Marklissa, gefüllt bis zu den Entlastungsanlagen in Röhe des Schutzraumes.

hinaus zufließende Wasser fließt bei gefülltem Sammelbecken über den Überlauf und durch die unteren Entlastungsschütze ab und zwar bis zu 110 cbm/sek., bei einer Strahldicke von 90 cm. Bei einem Wasserstand bis Mauerkronenhöhe leisten die oberen und unteren Schützen in Nutzwasserhöhe

zusammen 380 cbm/sek. Wenn ausnahmsweise in der Zeit, in der Hochfluten erwartet werden können, eine Absenkung des Stauinhalts stattfinden muß, so kann dies durch die Grundablaßrohre in den W Umlaufstollen geschehen, die bei Wasserstand in Nutzwasserhöhe ebenfalls eine Leistungsfähigkeit bis 110 cbm/sek. bei 27,6 m Druckhöhe besitzen. Die Uber 110 cbm/sek. betragende Wassermenge soll sich im Hocliwasserraum ansammeln. Wenn dieser gefüllt ist und noch weitere Wassermengen zufließen, so gelangen diese über die oberen Überläufe zum Abfluß, deren Abführungsvermögen bei 2 in Strahldicke zusammen 428 cbm/sek. beträgt. Die Entlastungsfähigkeit bei dem bis zur Mauerkrone gefüllten Becken stellt sich demnach

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Panzerung der Umlaufstollen 1 : 40.

wie folgt:

1.    Die beiden oberen Überläufe, 2 m unter Mauerkrone 428 cbm sek.

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Da die größte Hochwassermenge der Flut vom Juli 1897 rund 780 cbm/sek. betragen hat, so ist durch die stets offenen Abflußöffnungen — auch ohne Hinzunahme der Grundablässe — genügende Entlastung vorhanden, um ein Überströmen der Mauer zu verhindern *).

Als das Ergebnis des bisherigen Betriebes ist es anzusehen, daß die Eisenauspanzerung zum Teil nicht den Angriffen des abstürzenden Wassers, das eine Geschwindigkeit von mehr als 20 m/sek. in den Abfallschächten erreicht, widerstanden hat. An der Absturzstelle ist in den Umlaufstollen eine Lösung der Blechplatten eingetreten unter der Stoßwirkung des abfallenden Wassers. Diese Stellen sind nachträglich mit Granitquadern ausgemauert. In den Abfallschächten hat sich die Eisenpanzerung bisher gehalten; ebenso die in gewöhnlichem Bruchsteinmauerwerk in den unteren Stollen, in denen Abflußgeschwindigkeiten von mehr als 8 m eingetreten sind. Immerhin haben die bisherigen Erfahrungen Anlaß gegeben bei der Talsperre von Mauer sowohl von den oberen Abfallschächten, wie von der Eisenpanzerung Abstand zu nehmen, wie nachstehend dargelegt ist.

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Abb. 258. Ausströmender Umlaufstollen der Talsperre bei Marklissa.

Als eine Erweiterung der Betricfbsanlagen der Marklissaer-Talsperre für den Kraftbetrieb ist durch die rechte Berglehne ein Kraftstollen von 2,3 m 1. W. vorgetrieben worden.

Das Hochwasserschutzbecken von Mauer (Schlesien). (Abb. 259bis261.)*) Das Becken hat einen Stauraum von 50 Mill. cbm, wovon 20 Mill. cbm für die Aufspeicherung von Nutzwasser dienen sollen. Es wird damit erreicht werden, daß der Hochwasserabfluß, welcher bei der Flut im Juli 1897 bis zu 1350 cbm/sek. angestiegen ist, unterhalb der Talsperre auf 250 cbm/sek. ermäßigt wird, die der Bober unschädlich abzuführen vermag. Das Niederschlagsgebiet ist 1210 qkm groß. Die Mauer hat eine Gesamthöhe von 60 m bei rund 50 m Sohlenbreite, ist im Grundriß nach einem Halbmesser von 250 m gekrümmt und an der Krone 280 m lang. Die Oberfläche des gefüllten Staubeckens beträgt 290 ha. Es kommt darauf an, daß die Abflußmenge von 250 cbm/sek. möglichst selten abgelassen wird, da sie schon eine erhebliche Belastung der Unterlieger darstellt.

In dem ursprünglichen noch von Intze aufgestellten Entwurf war die Leistungsfähigkeit der Überläufe in Höhe des Nutzwasserspiegels bei gefülltem Becken auf 300 cbm/sek. bemessen und sollte durch Abfallschächte geschehen. Bei vollem Becken war das Abführungsvermögen aller Entlastungs-

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Abb. 259. Lageplan der Hochwasserschutztalsperre von Mauer am Bober (Schlesien). TJngef. Maßstab 1: 3000.

anlagen auf insgesamt 1020 cbm vorgesehen. Zur Bewältigung dieser Wassermassen sollten außer den vorerwähnten Einrichtungen in Nutz wasserhöhe ferner dienen: Grundablässe in einem Umlaufstollen und in der Sperrmauer, sowie ein Überfall in Höhe des gefüllten Staubeckens, der nach demselben Abfallschacht Yorflut haben sollte wie die Entlastung in Nutzwasserhöhe und schließlich ein Überlauf am Berghange.

Wenn zwar die grüßte sekundliche Abflußmenge des Bober bei der Hochflut im Jahre 1897 1200 bezw. 1350 cbm/sek. betragen hat, so würde doch nach einer Aufsammlung von 30 Mill. cbm im Hochwasserraum die Abflußmenge bereits bis auf etwa 700 cbm/sek. zurückgegangen sein und dann schnell weiter abfallen. Die Entlastung von 1020 cbm konnte demnach als ausreichend angesehen werden.

Diese ersten Vorschläge sind bei der ferneren Entwurfsbearbeitung wesentlich umgeändert worden. Die Entnahme- und Entlastungseinrichtungen sind in der schließlichen Ausführung folgendermaßen gestaltet (Abb. 259):

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Abb. 260. Durchlaß für die Kraftwasserentnahme in der Talsperre von Mauer. Ungef. Maßstal) 1 : 550.

1.    Für die Kraftwasserentnahme sind in der Sperrmauer 4 etwa 5 m über Talsohle liegende Stollen von 1,68 m Durchmesser angeordnet, die das Betriebswasser nach 4 Turbinen von je 1500 bis 2000 PS. Leistung leiten (Abb. 260). Das Kraftwerk liegt unmittelbar am Fuß der Sperrmauer. Die Stollen sind an der Wasserseite durch Rollschütze abgeschlossen, davor befinden sich engmaschige Rechen. An der Luftseite ist ein Spindelschieberverschluß angeordnet.

Mit den 4 Turbinen des Kraftwerks sind Drehstrom-Generatoren von je 1550 K.W. Leistung für eine Spannung von 10000 Volt elastisch gekuppelt.

2.    Für die Entleerung des Staubeckens ist vorhanden a) der Umlaufstollen im rechten Berghange von 7,0 zu 9,0 m lichte Weite im Felsausbruch. In seiner 20 m langen Abmauerung liegen 3 Rohre von 1,5 m Durchmesser, die in einem Schieberschacht von der Höhe des oberen Stauspiegels bedient werden, b) 2 Rohre von 1,5 m Durchmesser in der Sohle der Sperrmauer (Abb. 261). Diese 5 Rohre führen zusammen die »unschädliche« Wassermenge von 250 cbm/sek. ab. Sämtliche Rohre haben doppelten Schieberverschluß. Der Umlaufstollen diente während der Bauausführung zur

Umleitung des Bober. Zu diesem Zweck wurde oberhalb der Baustelle ein 9 m hohes Umleitungswehr und unterhalb ein Rückstauwehr zum Schutz der Baugrube hergestellt.

3. Für die Hochwasserentlastung bei gefülltem Becken ist ein Überlauf am linken Hange bis 500 cbm/sek. Leistung eingebaut. Die gesamte Entlastung bei Hochwasser beträgt demnach 750 cbm/sek. Es ist bei diesem bedeutenden Schutzbecken von Mauer, bei dessen Entwurfsgestaltung und Ausbau der Betriebseinrichtungen der Verfasser wesentlich mitwirkte, der Grundsatz zur Durchführung ge-

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Abb. 261. Grundablässe der Hochwasserscbmtzsperre von Mauer.

bracht, die Entlastungseinrichtungen nach Möglichkeit zu dezentralisieren. Senkrechte Wasserabstürze in Schächten, sowie der Überlauf auf der Mauerkrone, der ursprünglich in einer Strahldicke von 2,0 m geplant war, sind vermieden. Der Hochwasserabsturz ist auf das natürliche Gestein des Gebirges verlegt und der Angriff der abstürzenden Wassermassen ist vom Mauerfuß entfernt, alles in Übereinstimmung mit den oben auf S. 396 u. f. dargelegten Gesichtspunkten. Eine besondere Entlastung in Höhe des Nutzwasserspiegels fehlt, und es ist nicht uninteressant, in dieser Hinsicht den Entwick-

lungsgang von der Talsperre bei Marklissa zu der von Mauer zu verfolgen. Dort galt bei den anfänglichen Projektierungsarbeiten als ausschlaggebender Grundsatz, in dieser Höhe selbsttätige, stets offene und daher unter allen Umständen wirkende Entlastungsöffnungen zu schaffen. Zu dem Einbau von Schützen, deren Bedienung von einem Wärter abhängig ist, entschloß man sich erst später. In Mauer hat man auf den Einbau jeglicher Entlastung an dieser Stelle verzichtet, sodaß zwischen Nutzbecken und Schutzmauer eine durch äußere Maßnahmen festgelegte Abgrenzung fehlt, die es verhindern könnte, im laufenden Kraftbetriebe das Sammelbecken bis in den Hochwasserschutzraum hineinzustauen.

Über die Entlastungsvorrichtungen der Hochwasserschutzbecken in Schlesien siehe ferner Führer durch die Sammelausstellung aus dem Gebiet des Wasserbaues auf der Weltausstellung in Brüssel. Vom Kgl. preuß. Ministerium der öffentlichen Arbeiten. Berlin 1910. S. 54.

§ 43. Die Betriebseinrichtungen der Staudämme. Die Betriebseinrichtungen der Staudämme umfassen, wie die der gemauerten Sperren, die Entnahme- und Entlastungseinrichtungen. Es sei deshalb hinsichtlich vieler allgemeinen Gesichtspunkte und Einzelheiten auf die Ausführungen im vorigen § Bezug genommen.

Im besonderen sei zur Ergänzung der Mitteilungen über ausgeführte Staudämme in den vorhergehenden Abschnitten noch Folgendes hervorgehoben: In noch höherem Maße als bei den Sperrmauern muß die Absicht des Konstrukteurs darauf hinausgehen, die sämtlichen Betriebseinrichtungen außerhalb des Dammkörpers unterzubringen, sofern die örtlichen Verhältnisse und verfügbaren Mittel dies gestatten. Wenn die Abdichtung an der oberen Wasserseite des Dammes liegt — wie bei der französischen Bauweise — so sollten dort die Entnahme und der Abschluß der Rohrleitungen, gemauerten Stollen usw. liegen, damit die im Dammkörper vorhandenen Leitungen nicht unter dem Druck des gestauten Wassers stehen. Die Wasserentnahme geschieht dann meist durch freistehende Schächte. Ist im Damminnern ein abdichtender Kern vorhanden, so pflegen diese Schächte in der Erdschüttung, jedoch oberhalb des Kerns angeordnet zu werden. (Abb. 176.) Dann aber erfolgt die Durchleitung des Wassers zweckmäßig durch eiserne Leitungen, die einen inneren Druck aufzunehmen vermögen. Diese Grundablässe und Entnahmeleitungen müssen besondors sorgfältig gegründet und verlegt werden, um Absackungen, Rohrbrüche und Undichtigkeiten zu vermeiden. Es läge sonst die Gefahr vor, daß der Damm durch inneren Wasserdruck aufweicht und sein Widerstands vermögen verliert. Es muß als vorteilhaft und sicher erscheinen, die Gründung bis auf den festen Fels hinunterzuführen, wie dies z. B. an dem auf S. 314 u. f. beschriebenen Solinger Staudamm geschehen ist.

Ist ein Mauerkern verwandt, so steht auch bei amerikanischen Anlagen das Schieberhaus vielfach an der Wasserseite des Kerns; bei reinen Erddämmen am Fuße der wasserseitigen Böschung und eine Brücke stellt die Verbindung des Schachtes mit der Dammkrone her. Über die Einrichtung einiger Schieberhäuser bei amerikanischen Dämmen s. Wegmann, Design usw. V. Aufl. 1908, S. 230. Auch Wegmann macht auf die Gefahr aufmerksam, die entsteht, wenn Rohre einfach in Erddämme verlegt werden. Infolge der Senkung entstehen Brüche, das austretende Wasser zieht an der Rohrwandung entlang und befördert Ausspülungen, die zu einer Zerstörung des Dammes führen können, wie Unfälle in Amerika vielfach gezeigt haben. Er empfiehlt ebenfalls die Rohre auf Mauerwerk zu legen, das auf festem Boden gegründet ist. In Betracht kommt auch, die Rohre in einem Stollen unterzubringen, der durch den Damm geführt ist oder an der Wasserseite gemauerte Stollen herzustellen und nur an der Luftseite die Rohrleitung in Stollen auzuordnen. Ausbesserungen sind bei dieser Anordnung gut ausführbar. Am vorteilhaftesten, abgesehen von der Kostenfrage, ist es, die Rohre nicht in den Damm, sondern in einen Tunnel in den seitlichen Berghängen zu verlegen.

Der Wassereintritt in die Schächte kann in verschiedener Höhe erfolgen, die Ableitung durch Rohre im Grunde, die von der Schachtkrone aus bedient werden. Bei dem Solinger Staudamm ist in den Schächten ein Ausziehrohr für die Wasserentnahme eingebaut (Abb. 177 u. 178), eine Einrichtung, die sich auch bei der alten Remscheider Sperre im Eschbachtale findet.

Die Hochwasserüberfälle sind stets in Mauerwerk auszuführen, wenn sie mit dem Dammkörper selbst verbunden sind. Als eine günstige Gestaltung der Örtlichkeit muß es angesehen werden, wenn hierfür eine Stelle zur Verfügung steht, wo die Formation gestattet, die Hänge durch ihre niedrige Lage (Einsattlung) als Überlauf auszubilden. Dadurch wird die Gefahr der Ausspülung des Dammes ausgeschieden. Sonst sollte man durch eine Verteilung auf beide Hänge den Angriff des abströmenden Wassers zu mindern suchen.

Die Überfälle müssen in ihrer Leistungsfähigkeit möglichst reichlich nach der größtmöglichen sekundlichen Hochwassermenge bemessen werden, um ein Überströmen des Dammes unter allen Umständen zu vermeiden. Aus gleichem Grunde empfiehlt es sich, die Dammkrone so hoch über der Überfallschwelle zu legen, daß auch bei höchstem Wasserstand, Wellenschlag oder Eisaufstauung das Wasser nicht über den Damm schlägt. Ein überströmter Damm gilt, wie schon früher bemerkt wurde, als ein verlorener. Wenn die größte Hochwassermenge für die Berechnung nicht vollkommen sicher feststeht, sollte man zur weiteren Sicherheit unter allen Umständen die Krone und die luftseitige Böschung mit einer festen Steinpflasterung versehen und an der Wasserseite mindestens eine kräftige Steindecke anbringen. Besondere Aufmerksamkeit ist auf den dichten Anschluß der Erde an das Mauerwerk zu richten, wo eine gemischte Bauweise vorhanden ist. Dieser muß derart erfolgen, daß der Wasserdruck die Erde gegen das Mauerwerk drückt.

Über die Betriebseinrichtungen des Solinger Staudammes s. S. 314.

Am Staudamm von Torcy (Abb. 154) ist ein von der Dammkrone aus zugänglicher Schacht vorhanden, welcher die Gestänge für die Schützen aufnimmt. Es ist hervorzuheben, daß am Einlauf zum Entnahmestollen ein Dammbalkenverschluß vorgesehen ist.

Eine Entlastung durch einen brunnenartigen Überfall zeigt Abb. 168, die den Querschnitt durch den Staudamm von Bradford darstellt.

Die Entlastung des Beckens von Villegusien an der Vingeanne erfolgt mittelst zweier quadratisch gebauter Türme, die den Wasserabfluß in verschiedener Höhe ermöglichen (Abb. 158 u. 161). Es können 650 cbm/sek. abgelassen werden (Näheres Le Génie Civil 17. 10. 08).

Staudamm an der Radaune bei Straschin-Prangschin. Das Niederschlagsgebiet des Staubeckens ist 727 qkm groß. Die mittlere Jahresabflußmenge beträgt etwa 190 bis 200 Mill. cbm. Das Mittelwasser ist im Durchschnitt 6 cbm/sek., während als niedrigste Wassermenge im Jahre 1904 rund 2,1 cbm/sek. festgestellt sind. Aus der Talsperre muß an die unterhalb an der Eadaune gelegenen Mühlen stets entweder das ganze oder ein bestimmter Teil des in die Sperre fließenden Wassers weitergegeben werden. Zur Entleerung des Beckens ist ein Grundablaß (Abb. 171) vorhanden als eisernes Rohr von 1,5 m Durchmesser, das in einem Stollen aus Beton mit beiderseitiger Abmauerung verlegt ist. Der doppelt vorgesehene Verschluß besteht an der Luftseite aus einem Spindelschieber, an der Wasserseite aus Zugschützen, die in dem hier errichteten Entnahmeturm im Grunde und um 4 m höher angebracht sind. Dieser mehrfache Einlaß geschah, um bei etwaiger Versandung den Grundablaß betriebsfähig zu erhalten. Ein sog. Füllschieber von 30 cm Durchmesser entlastet die großen Schützen, in dem man Turm und Rohrleitung mittels des kleinen Einlasses zunächst füllt. Der Grundablaß faßt 20 cbm/sek.

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Abb. 262. Lageplan des Staudammes an

der Radaune bei Danzig. 1:4000.

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Abb. 263.

Querschnitt durch den Staudamm an der Radaune mit Kraftwerk. Maßstah 1:600.

Für die Hochwasserentlastung ist am linken Hange, getrennt von dem Staudamm, ein gemauerter Überlauf mit Kaskade in Höhe des normalen Stauspiegels angeordnet (Abb. 262). Er führt 70 cbm/sek. bei 0,8 m Überströmung ab, während die gewöhnlichen Hochfluten kaum über 20 cbm/sek. hinausgehen. Durch Verteilung der Entlastung auf Überlauf, Grundablaß und Freiwasserrohre der Turbinen ist somit eine möglichste Dezentralisierung angestrebt. Für die Kraftwasserentnahme sind durch den Damm 2 Rohre von je 1800 mm lichte Weite aus Eisenbeton durchgeführt, die vor dem Krafthause in schmiedeeiserne Rohre übergehen und hier mit Freileitungen von 800 mm Durchmesser versehen sind (Abb. 263). Die größte Geschwindigkeit in den Druckleitungen beträgt 2 m/sek. An der Wasserseite sind Rechen von 20 mm Lichtweite angeordnet. Die beiden Einlaßschütze haben je 3,5 m lichte Durchflußweite. Der Verschluß besteht aus Gleitschützen aus I-Trägern mit Eisenblechverkleidung. Auch hier sind besondere Füllschieber vorhanden.

Das Kraftwerk steht unmittelbar am Dammfuß. Durch den Ausgleich des 3,4 Mill. cbm fassenden Beckens wird eine Betriebswassermenge von 3 bis 4 cbm/sek. nutzbar gemacht. Das höchste Gefälle beträgt 14,5 m, das kleinste 10 m, während mit einem Durchschnittsgefälle von 13,7 m gerechnet wird. Im Kraftwerk sind 2 Francis-Zwillingsturbinen von je rund 600 PS. Leistung aufgestellt. Die kleinste Leistung bei 10 m Gefälle beträgt 375 PS. Eingehende Beschreibung der Gesamtanlage s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910 S. 1079.

Über die Betriebseinrichtungen der Hochwasserschutzdämme s. S. 403 u. f.

§ 44. Berechnung der Leistungsfähigkeit der Entnahme- und Hochwasserentlastungsanlagen (Überfälle, Rohrleitungen, Stollen, Abfallschächte und Notauslässe). Allgemeines. Für die hydraulischen Berechnungen großer Entlastungsanlagen bestehen noch nicht vollkommen sichere Unterlagen. Die maßgebenden Beiwerte (Koeffizienten), auf die sich die üblichen Formeln stützen, sind abgeleitet aus Versuchen mit kleinen Rohren, z. B. haben sich die vielgebrauchten Darcyschen Werte ergeben aus Versuchen mit Rohren von etwa 0,027 bis 0,50 m Lichtweite. Die neueren Stollen, Rohrleitungen und Abfallschächte aber haben Weiten bis 8 m und noch darüber hinaus. Die VersuchswTerte beziehen sich überdies auf glatte eiserne Wandungen, während diese Umläufe oft in Fels mit der bei der Aussprengung sich ergebenden Rauheit liegen oder Bruchsteinausmauerungen haben. Es sind hier auch die Wassergeschwindigkeiten meist größer als in sonstigen Fällen. Während man bei Kraftwasserleitungen gewöhnlich nicht über 2,5 bis 3 m/sek. zu gehen pflegt, kommen z. B. in den Schächten von Marklissa Geschwindigkeiten von 20 m/sek. und mehr vor. Diese Umstände können nicht ohne Einfluß sein. Wahrscheinlich ist das nach den üblichen Werten er-rechnete Abfluß vermögen in Wirklichkeit größer. Zudem darf nicht übersehen werden, daß doch eine große Willkürlichkeit darin liegt, wenn Darcy vorschlägt, einen Sicherheitswert von 1 bis 2 in Ansatz zu bringen. Damit kann der rechnende Ingenieur das Ergebnis je nach Belieben in recht großen Grenzen schwanken lassen.

wenn man

werte mit Schätzungen begnügen muß. Es wird hinreichen, bei gewundenen Stollengängen und Abfallschächten, auch wenn sie etwas verschiedene Querschnitte aufweisen, mit einem mittleren kreisrunden Durchschnittsquerschnitt zu rechnen, als die Reibung erzeugende Länge eine entsprechende wagerechte Strecke in Ansatz zu bringen und daraus die Widerstandshöhe oder, sofern diese durch die Bedingungen gegeben ist, die

Immerhin ist man genötigt, mangels besserer Kenntnis sich damit abzufinden. Aber man muß sich darüber klar sein, daß eine übertriebene Peinlichkeit bei diesen Rechnungen, denen im übrigen die bekannten Formeln über Druckhöhenverluste in Rohrleitungen usw. zugrunde gelegt werden, nach der einen Seite hin z. B. ein ängstliches Berücksichtigen der Einlaufverminderung, der durch schwache Krümmungen hervorgerutenen Widerstände, wenig wechselnder Querschnittsabmessungen u. a. m., überflüssig erscheint, sich nach der anderen Seite hinsichtlich der ausschlaggebenden Reibungs

Geschwindigkeit oder Durchflußmenge zu ermitteln. Hierbei möchten, bis andere Zahlen vorliegen, die Darcy sehen oder Kutterschen Formeln zu benutzen sein und, sofern vieles davon abhängt, auf möglichste Sicherheit d. h. auf die Wahl eher zu großer als zu kleiner Querschnitte bedacht zu nehmen sein. Jene lassen sich erforderlichenfalls im Betriebe unschwer durch Einschalten von Schiebern oder Schützen regulieren. Zu kleine Querschnitte würden üblere Folgen nach sich ziehen.

Es ist zu hoffen und zu wünschen, daß, wo immer sich Gelegenheit bietet, aus dem Betriebe der neuerdings fertiggestellten und im Bau begriffenen großen Talsperren in Deutschland und im Auslande durch Beobachtungen und Messungen verläßlichere Werte gefunden werden. Jedenfalls liegt die Möglichkeit vor, diese Praxis der Forschung und der Vertiefung unserer Kenntnis über die hydraulischen Vorgänge nutzbar zu machen, während Versuche eigens für diesen Zweck wegen der außerordentlichen Kosten und sonstigen Schwierigkeiten nicht wohl ausführbar sind.

Man geht bei der Berechnung des Abführungsvermögens der Rohrleitungen, Stollenumläufe, Abfallschächte und Notauslässe meist probierend vor, da die Größen der Rechnung wie Geschwindigkeit, Reibungshöhe, Reibungswerte u. a. sich gegenseitig bedingen und voneinander abhängen. Die erforderliche Leistungsfähigkeit, d. h. die Wassermenge Q, die in der Sekunde abgeleitet werden soll, wird im allgemeinen bekannt sein. Es handelt sich also darum, den Querschnitt der Abzugskanäle so zu wählen, daß mit der zur Verfügung stehenden Druckhöhe die Wassermenge Q bewältigt werden kann. Diese Druckhöhe h ist in der Regel durch die konstruktiven Anordnungen der Talsperre festgelegt, es wird z. B. der Höhenabstand zwischen dem zu berechnenden und in bestimmter Höhenlage zu verlegenden Rohre und dem Wasserstand des gefüllten Beckens bzw. einem anderen innezuhaltenden Wasserstand bekannt sein.

Aus der Wassermenge Q und dem vorläufig angenommenen Querschnitt F oder Durchmesser ergibt sich die Wassergeschwindigkeit u für einen Kreisquerschnitt vom Durchmesser d zu

Q Q-4

F 7t ■ d²

Nunmehr ist man imstande, unter Hinzunahme der sonstigen Bedingungen der Rohre oder Stollenleitung die Widerstandshöhen, die durch die Reibung des Wassers entstehen, zu ermitteln und man muß ferner prüfen, ob nach Abzug der insgesamt auftretenden Widerstände von der Gesamtdruckhöhe h noch soviel an Druckhöhe verbleibt, um dem Wasser die notwendige Anfangsgeschwindigkeit zu geben. Je nach dem Ergebnis dieser Berechnungen muß man den vorläufig gewählten Querschnitt vergrößern oder verkleinern. Wenn also die einzelnen Widerstände ww₂,    .... sind, so muß

die Beziehung bestehen:

¹

Nach freundlichst überlassenen Plänen des Bauleiters, Baurat Bach mann.

u²

*g,

ą +    ^ —

worin g die Beschleunigung durch die Schwere ist. Im einzelnen sei bemerkt:

Überfälle am Berghange und auf der Sperrmauer. Die sekundliche Abflußmenge Q berechnet sich ohne Berücksichtigung der Anfangsgeschwindigkeit für ein vollkommenes Überfallwehr nach der Formel:

Q = ^g ■ b ■ h*V2g

worin b — Überfallänge, h — Strahldicke, g — 9,81 in m ist.

Es scheint zulässig, die Anfangsgeschwindigkeit zu vernachlässigen, da am Überfall der Übergang aus dem ruhigen Wasser des Sammelbeckens in den Absturz fast unmittelbar stattfindet.

Für die abgerundeten Überläufe der Hangkaskaden (s. Abb. 228) sowie auch

0,50.

2

der Mauerrücken (s. Taf. 1 Abb. 1) mit glatter, verputzter Fläche, rechnet man

^ = 0,35 setzen¹).

Für einen breiten Überfall — etwa für den Fall des Uberströmens der Fahrbahn — der Mauerkrone kann man ~

Es darf nicht außeracht gelassen werden, bei einem Hangüberfall auch die Leistungsfähigkeit des anschließenden Sturzbettes bis zur Kaskade zu berücksichtigen. Es empfiehlt sich diesen Sturzbetten ein starkes Gefälle von 1 : 30 bis 1: 50 zu geben. Ihre Berechnung kann für die Stelle des Überganges in die Kaskade als vollkommenes

2

Überfallwehr nach der oben angegebenen Formel erfolgen, wobei g-,« ebenfalls = 0,50

zu

setzen ist. Füllt sich hierbei das Sturzbett bis über die Überlaufhöhe, so entsteht

ein unvollkommener Überfall und man rechnet

= 0,50;    = 0,60.

2 ._ _ . . 2

g fit b ■ h ■ V2gh-\- /<₂ • b • a ■ V2gh, worinimM.-

h = Höhenunterschied zwischen gestautem und ungestautem Wasserspiegel in m.

a = Tiefe der Wehrkrone unter ungestautem Wasserspiegel in m.

Das Abführungsvermögen ist fur die größte mögliche Hochflut bei gefülltem Becken einzurichten. Auf die ausgleichende Wirkung des Beckens ist dabei, wie S. 393 u. f. näher ausgeführt wurde, nicht Rücksicht zu nehmen. Einen Anhalt über die bei ausgeführten Anlagen angenommenen größten Abflußmengen gibt die Tabelle 66.

Tabelle 66. Größte Abflußmengen für die Berechnung von Überfällen.

cbra/qkm

1.    Rheinisch-westfälische Talsperren (kleinere N.-G. bis 100 qkm) 1,0 bis 1,2

2.    Alfeldweiher (5,2 qkm).......

3.    Marklissa (303 qkm)........

4.    Harzdorfer Bach (Böhmen) (15,9 qkm)

5.    Nordhauser Talsperre (5,7 qkm) . .

6.    Waldecker Talsperre (1430 qkm) . .

Über die größten Abflußmengen bei den schlesischen Talsperren s. auch Tab. 65.

Rohrleitungen. Die Berechnung der notwendigen Druckhöhe bei der Bewegung des Wassers in geschlossenen Rohrleitungen oder Druckstollen mit Kreisquerschnitt geschieht nach der Formel:

2,3

2,6

1,26

1,0

0,63

worin bedeutet:

l Länge der Leitung in m, d Durchmesser der Leitung in m, h Druckhöhe in m,

. £ Widerstand beim Eintritt des Wassers in die Leitung,

l Reibungskoeffizient für die Bewegung des Wassers an den Rohrwandungen, u Geschwindigkeit des Wassers in ra/sek., g die Beschleunigung durch die Schwere.

Bei beliebigem Querschnitt F und Umfang U ist zu setzen:    —

d 4 Jb

Die 3 Teile der obigen Formel haben folgende Bedeutung:

u¹

ist die notwendige Druckhöhe, um dem Wasser die Anfangsgeschwindigkeit

zu erteilen.

ist der Verlust infolge Zusammenziehung beim Eintritt des Wassers in die

Leitung.

ist die Reibungshöhe des Wassers an den Rohrwänden¹).

. I • w²

d • 2 g

Bei langen, möglichst gradgefiihrten Rohrleitungen und bei geringen Geschwindigkeiten, die den Wert u — 1 nicht überschreiten, kommt im allgemeinen nur der wirkliche Reibungsverlust in der Rohrstrecke in betracht. Die notwendigen Druckhöhen für Erteilung der Anfangsgeschwindigkeit, der Eintrittsgeschwindigkeit und Verluste in den Krümmungen können außer acht gelassen werden, und man hat die Beziehung

l u¹

d'W

Bei kürzeren Leitungen wird man den Eintrittswiderstand und die zu erzeugende Anfangsgeschwindigkeit berücksichtigen. Es ist bei scharfer Einlauf kante £ im Mittel = 0,5. Der Wert sinkt aber bei glatter Abrundung der Einmündung bis auf 0,01 herab. Man rechnet für größere Rohrleitungen mit möglichst günstig gestaltetem Einlauf bauwerk £ = 0,2, bei trichterförmig ausgebildetem Einlauf zu großen Rohren selbst £ = 0,1. Bei den Grundablaßrohren der Möhne-Talsperre mit gut abgerundeten Einlaufstücken wurde £ = 0,02

gesetzt.

Der Verlust an Druckhöhe d. i. die Widerstandshöhe beim Durchgang des Wassers durch ein Knie ist

toi

Bei einem Außenwinkel des Kniestückes von

20

40

60

80

90

100

120

140

ist | = 0,046 0,139 0,364 0,740 0,984 1.260 1,861 2,431

Für gekrümmte zylindrische Rohre ist

ß u2 “’ = S9Ö»'2^'

Wenn a der Halbmesser der Rohrweite und r der Halbmesser der Krümmung

ist, so ist

Für - - = 0,1 i 0,2 | = 0,131 0,138

0,3    0,4    0,5

0,158 ; 0,206 0,294

0,8

0,9

1,0

0,6

0,440 0,661 10,977 1,408 1,978

Der Wert l hängt nach Versuchen von Darcy weniger von u als von dem Durchmesser des Rohres ab. Nach Darcy ist für Rohre mit glatten Wandungen

0,0005078

1 = 0,01989 +

l) Weiteres vergl. IV. Aufl., Band I, S. 488 dieses Handtuches; Hütte, Des Ingenieurs Taschenbuch, 21. Aufl., I, S. 281

u. a.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

27

Bei Rohren, die durch Rost oder Niederschläge rauh geworden sind, nimmt das Abführungsvermögen erheblich ab und man wendet für die Ermittlung von l einen Sicherheitsbeiwert an, der zwischen 1 und 2 schwankt. Man hat demnach

0,0005078

1 = (o, 01989

Bei sehr reinem Wasser und vor Rost geschützten Rohren ist o — i oder wenig mehr. Bei unreinem Wasser und Rostansatz rechnet man u = 2 und mehr. Bei den Grundablaßrohren der Talsperre von Mauer (Durchmesser 1,5 m) wurde zur Sicherheit mit l = 0,04 gerechnet; wohingegen bei der Talsperre von Marklissa l — 0,0162 gesetzt wurde.

fähigkeit von

= 0,592 eingetreten. Anderweit sind bei gußeisernen Rohren von

Diese Einflüsse im voraus genau zu erkennen, ist schwierig. Für die Beurteilung der Verminderung der Leistungsfähigkeit einer Rohrleitung möge folgender Versuch an der etwa 14 km langen und 30 Jahre alten Trinkwasserleitung der Stadt Nordhausen mitgeteilt werden. Auf Grund von unmittelbaren Messungen im Oktober 1902 könnt e die Leistungsfähigkeit der Leitung aus dem Langental, woher die Stadt ihre Trinkwasserversorgung bezieht, in ihrem damaligen Zustande in Vergleich gestellt werden mit der Leistungsfähigkeit einer neuen Leitung mit glatten Wandungen unter sonst gleichen Umständen. Die Leistungsfähigkeit einer neuen Leitung bei 245 mm 1. W., 35,1 m Gefälle und 11400 m Länge hätte rechnungsmäßig 35,8 1/sek. betragen müssen. Tatsächlich flössen aus der Leitung in den Hochbehälter der Stadt, dessen Inhalt genau feststand, nur 21,2 1/sek. Es war also eine Verminderung der Leistungs-21,2

35,8

0,10 bis 0,38 m Durchmesser nach 10 bis 40 Betriebsjahren Ablagerungen von 54 bis 28 v. H. des Querschnittes vorgefunden, wobei die kleineren Querschnitte im allgemeinen stärkere Ablagerungen aufwiesen.

Für mäßige Inkrustation und für die übliche Zeitdauer des Bestandes eiserner

Leitungen wird es genügen, eine Verminderung des Abführungsvermögens auf 0,8 der neuen Leitung anzunehmen.

Der Wert l berechnet sich nach Weißbach zu l = 0,01439 +

0,0094711

Vu

hier-

bei wird u zunächst geschätzt; angenähert ist h =

(1 -f- 0,1), woraus sich bei bekannter Druckhöhe h ein Wert für u ergibt, der zu groß sein wird. Auf dem Wege des Probierens gelangt man zu Werten von u, die so gewählt sein müssen, daß in der Formel

A = g(i + ?+^)

das errechnete h die vorhandene Druckhöhe nicht übersteigt. Aus Q = F ■ u ergibt sich dann die Leistungsfähigkeit des Rohres. Diese Formel gilt nur für ganz glatte Wanderungen und liefert im allgemeinen zu große Werte.

Für die Rohrdurchlässe in der Stollenabmauerung und die Grundablässe in der Mühne-Sperr-mauer (Durchmesser 1,4 m) wurde nach Weisbach gerechnet:

für u = 6,5 m/sek.; I =0,0182 bis u = 27 m/sek.; I = 0,162.

Über neuere Versuche über Reibungswiderstand in Rohrleitungen für Geschwindigkeiten bis 53 m/sek. und Durchmesser bis 4 m, siehe »Hütte« 21. Aufl. I. Band S. 293. Darnach ist

0,0018

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für neue oder sehr gut gereinigte Rohre mit ganz geringen Unebenheiten an der Innenfläche und an den Verbindungsstellen (gute sorgfältig verlegte Gußrohre). Schmiedeeiserne Rohre zeigen oft mehr Unebenheiten im Innern. Für vorläufige Berechnungen wird hiernach X = 0,03 empfohlen.

Eingehende Betrachtungen über Rohrleitungen, ihre Linienführung, Baustoffe, Wandstärken, Rohrverbindungen, Auflagerung u. a. m. siehe Mattem, Ausnutzung der Wasserkräfte, II. Aufl. 1908, S. 177 u. ff., vergl. auch des Verfassers Angaben in der »Hütte« 21. Aufi. III. Band S. 626.

Über die Festigkeit von ovalen Rohren gegen innern und äußern Flüssigkeits-druck s. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1909, S. 383.

Stollen (Druckstollen) und Abfallschächte. Der Widerstand an den Wandungen der Stollen oder Abfallschächte, sei es, daß es sich um wagerechte Ableitungskanäle oder um senkrechte Schächte handelt, berechnet sich für Kreisquerschnitt nach der Formel

Für große, eisenausgepanzerte Stollen ist wie vor

l = (o,01989 +

0,0005078

worin a = 1 gesetzt wird.

man

Ist Beton- oder Mauerauskleidung vorhanden, so kann man annehmen o = bis 2. Als Mittelwert kann für rauhe Flächen a = 1,5 gelten. Diese letztere Annahme darf als sehr vorsichtig bezeichnen. Es ergeben sich dabei große Widerstände und man kann vermuten, daß das wirkliche Abführungsvermögen größer als errechnet sein wird.

Bei Berechnung der Talsperren von Marklissa und Mauer wurde nach Darcy angenommen bei v — 20 bis 30 m/sek. und Durchmessern von 5—6 m:

X = 0,02 für glatt verputzte Stollenwandungen,

X = 0,03 für die eisenausgepanzerten Abfallschächte,

X = 0,04 für die teilweise eisengepanzerten, teilweise ausgemauerten Umlaufstollen.

Bei der Möhne-Talsperre wurde nach Weisbach für den Umlaufstollen im linken Berghang (Ausmauerung mit Ziegeln bezw. Betonkunststeinen, F =12,5 qm) entsprechend der Durchflußgeschwindigkeit gesetzt:

(bei ^ = 3,0 m/sek.; >. = 0,0196 bis v — 10 m/sek.; >. = 0,0174.

Den Beiwert des Eintritts Widerstandes kann man, da es sich hier meist um große Öffnungen handelt, bei glattgestalteter Einströmung mit £ = 0,1 bei rauher, wenig ausgeglichener Einströmung unbefestigter Stollenmundlöcher mit £ = 0,2, in Ansatz bringen.

Die Stollen oder Schächte sind meist aus graden oder Bogenstücken zusammengesetzt. Es empfiehlt sich, die Widerstände der einzelnen Strecken zu berechnen nach

W = l2' Tg

Sind starke Krümmungen vorhanden, die man berücksichtigen will, so ist der dadurch hervorgerufene Widerstand

* = s-⁴¹⁷⁾-

Ein weiterer Widerstand entsteht, wenn die Abfallschächte in wagerechte Stollen einmünden. Für den Wert von § ist hier der Einfallwinkel maßgebend.

Die Summe dieser Einzelwiderstände gibt den Gesamtwiderstand. Dieser darf,

wie bemerkt, höchstens so groß sein, daß der Rest des zur Unterschieds die notwendige Anfangsgeschwindigkeit zu erzeugen im Stande ist. >

Verfügung stehenden Spiegel-

27*

Ein durchgerechnetes Beispiel dieser Art für Stollen und Abfallschächte findet sich bei Bach mann, Die Talsperrenanlage bei Marklissa.

Uber Druckverluste in Krümmungen von Rohrleitungen (Versuche) s. auch Amer. Soc. Civil Eng. Procced. Mai 1908, S. 416.

von

Öffnungen in der Sperrmauer. Die Berechnung der Leistungsfähigkeit (Q) Öffnungen in der Sperrmauer für den Hochwasserabfluß erfolgt nach der Formel

Q = « . F ■ V2gh,

worin /< = 0,65, als Mittelwert

F = der Querschnitt der Öffnung, h — Druckhöhe ist.

Bei gut abgerundeten Einläufen von Rohren kann der Wirkungsgrad (Kontraktion) 0,9 bis 0,97 gesetzt werden. Diese Werte wurden u. a. angewandt für die Berechnungen der Mohne- bezw. Queistalsperre. Die erforderliche Druckhöhe für längere Durchgänge in der Mauer berechnet sich wie oben nach

h = {¹ + £ + *|)“

worin £ = 0,2, etwa für quadratischen, durch Schützen abgeschlossenen Einlauf und l (für Mauerwerk) = 0,03 angenommen werden kann.

Im übrigen können für die verschiedenartig vorkommenden Öffnungen die Formeln für die Überfälle und Ausflüsse bei Wehranlagen und Pfeilerbauten usw. sinnentsprechende Verwendung finden. Auf diese Formeln der praktischen Hydraulik, über die Handbücher, wie Handbuch der Ingen.-Wiss. III. Teil, II. Band, die Hütte u. a. m. Aufschluß geben, soll hier nicht näher eingegangen werden.

§ 45. Außergewöhnliche Betriebseinrichtungen. Außergewöhnliche Betriebseinrichtungen werden an Talsperren notwendig, wenn in dem abgesperrten Flußlaufe Schiffahrt vorhanden war, die naturgemäß aufrecht erhalten werden soll. Die Stauung durch Talsperren ist grundsätzlich der gleiche Vorgang wie an den Staustufen eines Kanals oder eines kanalisierten Flußlaufes. Es ist ein künstlich angespannter Wasserstand vorhanden und die Verbindung zwischen dem höheren Wasserspiegel oberhalb des Stauwerks und dem Unterwasser muß für die Schiffahrt durch besondere Vorrichtungen vermittelt werden. Man hat bei neueren Kanälen ebenso bedeutende Gefälle auf einen Punkt vereint, wie sie an Staubecken vorzukommen pflegen. Es sei u. a. hingewiesen auf den Oberländischen Kanal bei Elbing mit seinen 5 Stufen von 19 bis 25 m Höhe, und auf den Dortmund-Emskanal, dessen Seitenkanal nach Dortmund mit 14 m Gefälle nach dem Hauptkanal Herne-Ems absteigt. Ferner sei erwähnt der Großschiffahrtsweg Berlin-Stettin, bei dem von der Scheitelhaltung der Abstieg zur Oder mit 36 m Gefäll-höhe in kurzer Strecke erfolgt. Eine Schleusentreppe, aus einer Reihe hintereinander geschalteter Schleusen bestehend, ein Schiffshebewerk oder eine geneigte Ebene usw. muß den Übergang der Schiffe ermöglichen.

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Abb. 264. Schleusentreppe an der Staumauer von Assuan. Vier Schleusen mit je 0 m Gefälle.

Aufspeicherungen an schiffbaren Flüssen mit großen Stauräumen und hohen Gefällen sind selten ausgeführt. Der Zweck solcher Becken würde sein, Hochwasserschutz den Niederungen zu bringen, Zuschußwasser zu der natürlichen Wasserführung

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Abb. 266. Blick in die nördlichste Schleusenkammer an der Staumauer hei Assuan.

für die Schiffahrt oder Bewässerungen u. a. m. zu liefern. Der Talsperrenbau hat sich bei uns von Aufgaben in so großem Rahmen im allgemeinen noch ferngehalten und den Kosten und entgegenstehenden wirtschaftlichen Interessen in den gestauten Flußtälern sind derartige Probleme gescheitert. Pläne für Staubecken dieser Art sind für die Oder zwar erörtert, jedoch bisher ohne praktischen Erfolg (s. S. 32).

an

Das Ausland bietet einige ausgeführte Beispiele, u. a. am Nil und in Amerika.

Die Assuan-Talsperre (s. S. 4) ist in eigenartiger Weise mit einer Schleusenanlage verbunden, wenn zwar die Schiffahrt auf diesem Teile des Nils nicht bedeutend ist. Auf der linken Seite des Flusses liegt der Schiffahrtskanal und eine Schleusentreppe mit 4 Kammern (Abb. 264 bis 266), so daß die Söhiffahrt bei jedem Wasserstande aufrecht erhalten werden kann. Das Schleusengefälle beträgt je 6 m. Die oberen Schleusentore sind 19 m hoch, um auch beim höchsten Wasserstand im Becken schleusen zu können. Die Schleusenkammern sind je 80 m lang und 9,5 m breit. Die Mindestwassertiefe ist 2,0 m. Die Tore sind als Schiebetore ausgebildet und laufen mittels Rollen auf oberen aufklappbaren Trägern. Die Tore werden mit Druckwasser bewegt, das durch eine Pumpe und eine aus dem Staubecken gespeiste Turbine geliefert wird. Zur Aushilfe sind Dampfpumpen vorhanden. Näheres Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 19G4j

S. 90 nach Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers 1902/03, Bd/ll, S. 71 u. 108. Ferner Zeitschr. f. Bauwesen 1900, S. 376.

Eine andere Anlage dieser Art ist im Tennessee-Flusse, bei Haies Bar, Tenn, vorhanden, in Verbindung mit einem Wasserkraftwerk von 56000 PS. Leistung. Das Stauwerk hat eine Höhe von 20 m. Für die Aufrechterhaltung der Schiffahrt ist hier eine Schleuse von 90 m Länge, 18 m Breite und 2,5 m Tiefe vorhanden. Das Gefälle beträgt rund 12 m. Näheres Engin. Rec. Nov. 1905, S. 516.

Auf Einzelheiten dieser Schleusenanordnungen soll hier nicht eingegangen werden, und es sei für den Ausbau der Schiffahrtschleusen auf Teil III Band 8 dieses Handbuches verwiesen.

Über Einlaßschleusen zu Hangkanälen bei Talsperren für Bewässerungszwecke in Amerika siehe Schuyler, Reservoirs for Irrigation etc. S. 256 (La Grange), S. 262 Folsom) u. a. m.

Literatur.

Neben den im Text angegebenen Quellen sei für das Studium der Betriebseinrichtungen an Talsperren noch hingewiesen auf folgende Aufsätze, die neuere große Ausführungen behandeln:

Über die Betriebseinrichtungen der Roosevelt-, Pathfinder- und Shoshone-Talsperre (Schütze unter hohem Druck) s. Journ. Western Soc. of Eng., Aug. 1906, S. 381. Engin. News, Mai 1907, S. 589. Engin. News, Jan. 1908, S. 8. Schuyler, Reservoirs for Irrigation II. Aufl. S. 338.

Che es man-Talsperre (Segmentschütze). Americ. Soc. Civ. Engin. Transactions, Dez. 1904, S. 89 u. f.

Croton-Talsperre (Zylinderschütze). Engin. Record 1902 II, S. 578. Engin. Record. 1906 I, S. 448. Engin. Record 1908 I, 60, 377 u. 491. Engin. News, Oktob. 1906. Scientific American, Aug. 1906. Engineer, April u. Mai 1907, S. 364 u. f. Génie Civil, Nov. 1907, S. 17 u. f. Amer. Soc. Civ. Eng. Transact., Juni 1907.

Wachusett-Talsperre. Engin. Record 1906, II, S. 374. Schuyler a. a. O. S. 327.

Trap. Falls-Talsperre. Engin. Record 1906, S. 391.

Mercedes-Talsperre in Mexiko (Tunnelanlagen). Engin. News 1906, S. 445.

Ter rare-Talsperre, Col. (Tunnelanlagen). Engin. Record 1906, S. 691.

Dhukwa - Talsperre (Indien, Aufsatzklappen). Engineer 1907, S. 492.

Tarare-Talsperre (Frankreich). Ann. d. P. et Chauss. III, 1907, S. 95.

Cheyenne-Talsperre. Engin. Record 1905, S. 698. Engin. News 1905, S. 671.

Katarakt-Talsperre (Neu-Süd-Wales). Engin. Record 1907, S. 488. Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Vol. cl. XXVIII, Sess. 1908/09, Teil IV.

Charles River-Damm (Schiehetore 9,4 m hoch, 14,5 m breit). Engin. News, Juli 1908.

Versuche für den Überlauf des Gatun-Dammes (Panama-Kanal) Engin. Record 1910 I S. 718.

Überlauf im Staudamm des Lost River Engin. Record. März 1911, S. 311.

Über Betriebseinrichtungen von Talsperren in Amerika u. a. Schuyler a. a. O.

§ 46. Nebenanlagen. Zu den Nebenanlagen, die mit den Talsperrenunternehmungen unmittelbar verbunden sind, geboren in erster Linie Wegeverlegungen und Gebäude für die Unterbringung des Wärters. Meist besteht die Notwendigkeit, die im Tale vorhandenen Wege, die bei der Aufstauung unter Wasser gesetzt werden, an die Hänge zu verlegen. Dies erfordert nicht unwesentliche Erd- und zuweilen Felsarbeiten. Vielfach bildet die Talsperre selbst einen Talübergang, um die durch den Stauweiher unterbrochene Querverbindung aufrecht zu halten. Das kann zur Verbreiterung der Mauerkrone über das sonst notwendige Maß und damit zu vermehrten Kosten führen. Bei Staubecken für Trinkwasserversorgung wird dadurch ein dem Zwecke nicht förderlicher Verkehr am Becken vorübergeleitet, und man wird dann zur Verhütung von Verunreinigungen gegebenenfalls besondere Maßnahmen treffen müssen (s. S. 425).

Bei der Möhne-Talsperre wurde z. B. die Verlegung der Chausseen auf 14 km notwendig, außerdem mußten zur Aufrechterhaltung von Wegeverbindungen 3 Talüber-gänge neu geschaffen werden. Diese Arbeiten, darunter die erforderlichen Viadukte erforderten annähernd einen Aufwand von 20 v. H. der Gesamtkosten. In Nordhausen betrugen die Kosten der Wegeverlegungen nach der Ausführung 8 v. H. der Gesamtkosten der Sperrmauer.

Sonstige Wegeverbindungen für den Betrieb der Talsperre werden nötig von den Enden der Mauerkrone an den Hängen nach den im Talgrunde gelegenen Betriebseinrichtungen und Stollen. Diese Anordnungen ergeben sich im einzelnen Falle aus der Geländegestaltung. Einigen Anhalt für derartigen Ausbau werden die Abb. 82—84,252, Taf. I Abb. 2 u. a bieten.

Auf diese technischen Einzelheiten soll hier nicht näher eingegangen werden. Vielfach hat man durch gärtnerische Anlagen zur Verschönerung der Umgebung des Beckens beigetragen, und als ein Musterbeispiel dieser Art darf die alte Kemscheider Talsperre gelten, die deshalb ein beliebter Ausflugsort der nahegelegenen Städte geworden ist. Dies führt allerdings zu großen Menschenansammlungen, und es mag dahingestellt sein, ob dies dem Zweck des Beckens als Trinkwasserversorgungsanlage förderlich ist. Sehr zur Verschönerung trägt ein Springbrunnen bei, wie ein solcher in Remscheid und Solingen angelegt ist, um das Wasser im Becken, das dort lange gestanden hat, durch diese Berührung mit dem Sauerstoff der atmosphärischen Luft aufzufrischen.

Wärtergebäude. Die Errichtung besonderer Gebäude für den Aufsichtsdienst ist meist nötig, weil die Talsperren vielfach in abgelegenen, von menschlichen Ansiedlungen entfernten Tälern erbaut werden. Die Lage des Gebäudes muß möglichst eine gute Übersicht über die Sperrmauer und das Becken gewähren, jedoch so gewählt sein, daß die Abwässer des Gehöftes nicht in das Becken fließen. Der Platz wird also zweckmäßig an einem der beiden Hänge in einiger Höhe über dem Wasserspiegel und wenige Meter unterhalb der Sperrmauer gewählt. Die Wasserversorgung des Gehöftes läßt sich

zweckmäßig aus der Talsperre selbst gewinnen, indem eine den Druck aus dem Becken gespeiste und angetriebene Wasserhebungsvorrichtung (hydraulischer Widder) angelegt wird.

am Fuße der Mauer durch

Wärtergebäude an der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz. Die Abb. 267 u. Taf. I Abb. 2 gibt die Lage und die Abb. 268 den Grundriß dieser Anlage wieder. Das Gebäude steht auf Fundamenten aus Bruchsteinmauerwerk und ist im Aufbau als Fachwerkgebäude

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Abb. 267 U. 268. Lage und Grundriß des Wärtergebäudes an der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz.

mit Hartbrandsteinausmauerung in Zementmörtel ausgefiihrt. Die Außenwände sind mit Schiefer beschlagen. Es ist dies eine Bauart, die sich in regenreichen Gebirgsbezirken z. B. im bergischen Lande bei billiger Preisgestaltung gut bewährt hat. Die Eindeckung besteht aus Falzziegel. Die Kosten des fertigen Hauses mit Nebenanlagen betrugen rund lö 000 Mark.

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Die Abb. 269 gibt die Darstellung des Wohngebäudes für den Maschinisten des _ Elektrizitätswerkes der Stadt Solingen, dem neben dem maschinellen Betriebe zugleich die Überwachung des Dienstes an der Sperrmauer obliegt. Das Haus ist in Ziegelrohbau mit Dachpfanneneindeckung hergestellt und mit Unterkellerung versehen. Die Zwischendecken sind massiv (Beton bezw. Schwemmsteinkappen) zwischen T-ą Trägern hergestellt. Die Mauerung wurde in Zementtraßmörtel ausgefiihrt, um die Austrocknung zu beschleunigen. Die bebaute Fläche beträgt 95 qm. Die Ausführungskosten ohne Grunderwerb belaufen sich auf

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Die Abb. 270 zeigt die Umgebung (V _ der Urfttalsperre mit dem Wirtschaftsgebäude.

Die Nebenanlagen (Betriebseinrichtungen) soweit sie zur unmittelbaren Durchführung des Talsperrenbetriebes nötig sind, sind im vorigen Abschnitt erörtert. Es würde an dieser Stelle zu weit führen, auf anderweitige Nebeneinrichtungen einzugehen. Es kommen vornehmlich in Betracht für die Kraftausnutzung die Herstellung der Druckleitungen, Kraftwerke und elektrischen

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Abb. 268.

Ubertragungsanlagen fur die Verwertung der gewonnenen Kraft. Dieses Gebiet hat der Verfasser behandelt in seiner Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«, II. Aufl. 1908, S. 248ff, sowie in der »Hütte« 21. Aufl. Band III. S. 616; und es möge auf jene Darlegungen verwiesen werden, s. auch Koehn, Ausbau von Wasserkräften. Ebenso kann nicht eingegangen werden auf die besondern Betriebsanlagen für große Bewässerungen im Zusammenhang mit Sammelbecken. Die Talsperren liefern hier nur das Speisungswasser. Über die Einrichtung der Wasserver- -teilung usw. s. Teil III Bd. 7 dieses Handbuches.

Anlagen für die Reinhaltung und Reinigung [_* des Talsperrenwassers. Es sollen hier einige Mit- a teilungen folgen über die Anlagen zur Reinhaltung und    Grundriß des Wohngebäudes fur

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Reinigung des Talsperrenwassers, weil diese Anordnungen

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Abb. 270. Umgehung der Urfttalsperre mit Wirtschaftsgebäude.

oft sehr enge Zusammenhängen mit dem Zweck des Gesamtunternehmens und nicht selten die baulichen Einrichtungen des Werkes beeinflussen.

Die Maßnahmen, welche getroffen werden, um eine gute Beschaffenheit des Trinkwassers zu sichern, kann man unterscheiden in solche, welche die Reinhaltung des in den Bächen zufließenden und in den Becken gestauten Wassers bezwecken, und in solche Anlagen, die der eigentlichen Reinigung dienen. Zu den ersteren zählt die Fürsorge für die Erhaltung einer guten Beschaffenheit des Niederschlaggebietes.

Das Ideal eines Niederschlaggebietes fiir Trinkwasserversorgung würde ein vollständig waldbestandenes Gelände sein, frei von Acker- und Wiesenwirtschaft und von menschlicher Ansiedlung. Aber selbst, wenn eine solche Vollkommenheit vorhanden wäre, würde keine Gewähr dafür gegeben sein, diesen Zustand dauernd zu erhalten, es sei denn, daß eine Gemeinde das ganze Niederschlagsgebiet erwirbt. Ein solches Vorgehen verbietet sich meist der Kosten halber bei der Größe der in Betracht kommenden Geländefläche und man ist genötigt, sich mit einigen vorsorgenden Mitteln, wie Ankauf eines Schutzstreifens rund um das Becken, Vereinbarungen mit Grundbesitzern über die Art des landwirtschaftlichen Betriebes im Niederschlagsgebiet u. a. m. zu begnügen. Immerhin möchte für eine Stadt, die ihre Wasserversorgung aus einem Stauweiher bezieht, im Auge zu behalten sein, durch allmähliche Ankäufe für die fernere Zukunft den Gesamtbesitz des Niederschlagsgebietes anzustreben, zumal eine solche Ausgabe nicht als eine verlorene anzusehen ist. Ein zweckmäßig eingerichteter Waldbetrieb wird stets einige Grundrente abwerfen. Bei der Bemscheider Stauweiheranlage sind die seitlichen Hänge des Beckens bis zur Wasserscheide hinauf angekauft und aufgeforstet.

Ob eine künstliche Reinigung des Talsperrenwassers für den menschlichen Genuß erforderlich ist oder ob dasselbe aus dem Staubecken unmittelbar in Gebrauch genommen werden kann, darüber gehen die Ansichten auseinander, und es scheint, daß die Entscheidung nicht allgemein getroffen werden kann. Unter besonders günstigen örtlichen Verhältnissen hat man bei Wahrung genügender Vorsicht für die Reinhaltung des gestauten Wassers wie bei vielen amerikanischen Anlagen so auch in Deutschland von einer Filterung absehen können, da, wie oben (§ 10) ausgeführt, in tiefen stehenden Gewässern eine Abklärung und Selbstreinigung des Wassers erfolgt, nicht nur von mechanischen Beimengungen, sondern auch von Bakterien und sonstigen Krankheitskeimen. Wo jedoch zur größeren Vorsicht eine Reinigung erwünscht ist, da kann eine Bakterienfilterung oder eine solche leichterer Art (Schönfilterung), welche lediglich äußerliche Trübungen beseitigt, in Frage kommen. Diese beiden Arten unterscheiden sich im wesentlichen durch die verschiedene Geschwindigkeit des Wasserdurchganges im Filter.

Es mögen hier einige Beispiele Platz finden über die Art, in der für die Reinhaltung des Wassers Fürsorge getroffen worden ist.

der Staugrenze der Becken ab, um, falls notwendig, im Rechts- oder

In Solingen ist im ganzen Umfange der Becken vom Wasserspiegel ab ein Streifen von 250 m Breite erworben worden. Diese zum größten Teil bewaldete Fläche wird durch weitere Aufforstung noch besser für Waldwirtschaft eingerichtet und diesem Betriebe dauernd erhalten bleiben. Ebenso sind die Wiesenflächen oberhalb des Vorbeckens bis zu einer Entfernung von 800 m vom Wasserspiegel des Vorbeckens in einer Größe von 10 ha erworben. Auf diese Weise ist die Sicherheit geschaffen, daß das dem Becken unmittelbar zufließende Wasser durch eine breite bewaldete und bemooste Bodenfläche hindurchgehen muß. Gegen die Verseuchung der die Becken speisenden Bäche ist für die Zukunft dadurch Fürsorge getroffen, daß die Sadt Solingen auf Grund behördlicher Maßnahmen Kenntnis erlangt von jeder beabsichtigten Errichtung einer gewerblichen Anlage im Niederschlagsgebiet der Talsperren oder von Wohnhäusern und sonstigen Anlagen in einer Entfernung von etwa 500 m von

Verwaltungsweg oder im Weg der Vereinbarung vorbeugende Maßnahmen treffen zu können.

Um den Zutritt zum Wasser, sowie etwaiges Baden in den Stauweihern zu verhindern, sind dieselben mit einem Stacheldrahtzaun umgeben. Die Anlegung von Wegen an den Becken ist nach Möglichkeit eingeschränkt, um ihre Abgeschlossenheit zu wahren. Aus dem gleichen Grunde sind die Errichtung einer Gastwirtschaft an der Talsperre und alle Anlagen vermieden, welche geeignet sind, Anziehungspunkte für den Verkehr zu bilden.

von

Zur Fernhaltung von groben Verunreinigungen sind die Bacheinläufe beim Eintritt in das Gebiet der eigentlichen Wassergewinnung teils durch weitmaschige Holzgitter, teils durch Schüttung Steinschotter versetzt worden. Die beiden Talbecken wurden vor der ersten Anstauung in ihrer

ganzen Ausdehnung bis hinauf etwa ^ m über dem Wasserspiegel der vollen Weiher abgeräumt und von allen organischen Stoffen befreit. Diese Arbeit erfolgte in der Weise, daß an den Hängen die Moos- und Graslage bis auf den Erdboden in 15 cm Stärke entfernt, die Bäume und Sträucher gefällt und ihre Hauptwurzeln mit ihren Ausläufern auf etwa 30 cm Tiefe ausgerodet wurden. In den wiesenbewachsenen Talsohlen wurde die Grasnarbe in 10 bis 15 cm Stärke abgestochen. Das ge-

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Abb. 271. Unterwasserfilter im Vorbecken der Solinger Talsperrenanlage (im Bau). Im Hintergründe: Verbrennen des Abraums

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Abb. 272. Schnitt durch das Unterwasserfilter. 1:500.

fällte Holz verwertete man, soweit es sich zu Nutzzwecken eignete; im übrigen wurde dasselbe mit dem Abraum der Hänge verbrannt (Abb. 271), während die sorgfältig abgehobene Grasnarbe der Talsohle zum Teil bei Einebnung der Eieselwiesen Verwendung fand.

Die Eeinigung des Wassers in Solingen geschieht, wie schon auf S. 39 bemerkt, durch Eieselwiesen oder Sandfilter. Das im Vorbecken liegende Filter (Abb. 271 u. 272) ist ein offenes Sandfilter von 2000 qm Oberfläche. Um eine feste und dichte, das Filter gegen Bodenverunreinigungen schützende Umschließung zu erhalten, sind die Sohle und Böschungen des Filterbeckens und die Krone der Dämme mit einer gestampften Betonlage von 25 cm Stärke versehen, welche mit einem Zementstrich abgeglichen ist. Das Filter schließt sich der Talsohle an und fällt von der Dammhöhe am oberen Ende um 1 m am Auslauf. In seinem Becken sind Saugdrains aus Ton von 100 mm Licht-

weite quer zum Sammelkanal von 400 mm Lichtweite, welcher in der Längsachse des Filters liegt, angeordnet. Das Sammelrohr besteht aus Zementbeton und ist mit Schlitzen versehen. Darüber befindet sich in einer Stärke von 30 cm zunächst gröberes Schottermaterial aus Grauwacke und Tonschiefer, auf welchem dann Kies und obenauf eine Schicht aus sehr feinem Sande von 80 cm Stärke liegt. Die Gesamtfüllhöhe beträgt 1,50 m. Das Filter kann bei gefülltem Hauptbecken durch ein entsprechend hochliegendes Rohr trocken gelegt werden, falls der Filterbetrieb dies erfordert. Im allgemeinen wird die Anlage eines solchen Unterwasserfilters nicht als zweckmäßig bezeichnet werden können, da es schwer zu reinigen ist, wenn es sich versetzt hat.

nur

Einrichtung der Rieselwiesen unterhalb der großen Talsperre beschränkt werden.

Die Rieselwiesen des Vorbeckens, welche 6500 qm Fläche haben, und diejenigen unterhalb der großen Talsperre sind beide grundsätzlich nach gleicher Art ausgebaut und unterscheiden sich in einigen Einzelheiten. Es soll daher die nachstehende Beschreibung im allgemeinen auf die

Abb. 273. Auffrischung des Wassers für Trinkzwecke durch Springbrunnen an der Solinger Talsperre.

weite Rohrleitung entnommene Wasser

Das aus dem großen Sammelbecken durch die 350 mm wird unterhalb der Sperrmauer zunächst einem Springbrunnen zugefiihrt (Abb. 273). Durch den aufsteigenden Strahl wird das Wasser mit der atmosphärischen Luft innig in Berührung gebracht, und es wird dadurch an Sauerstoff reicher und schmackhafter und von etwa unzuträglichen Gasen entlüftet. Die Auffrischung mit Sauerstoff bringt zudem etwaigen Eisengehalt zur Fällung. Durch Umschaltung der Rohrleitungen ist die Möglichkeit gegeben, diese Auffrischung auch dem aus dem Vorbecken kommenden Wasser zuteil werden zu lassen. Aus dem Springbrunnen wird das Wasser durch eine 400 mm weite eiserne Rohrleitung auf die Rieselwiesen (Abb. 274) geleitet. Dieses Rohr verengt sich talabwärts im Verhältnis seiner geringeren Wasserführung bis auf 15 cm Durchmesser. Die Wiesen sind in eine Anzahl Felder von 10 bis 20 a Größe zerlegt, wobei im allgemeinen der Gestaltung des Geländes Rechnung getragen ist; immerhin wurden, um gleichmäßig in etwa 1:25 geneigte Oberflächen der Abteilungen zu schaffen, umfangreiche Regulierungsarbeiten erforderlich Der Sengbach ist an den Fuß des linken Hanges verlegt worden und seine frühere Verwilderung m ein regelmäßiges, abgepflastertes Bett gebracht, dessen Sohle mit kleinen Kaskaden aus gemauerten

Schwellen versehen ist. Die Zuführung des Wassers zu den Wiesen geschieht am Fuß des rechten Berghanges. Während die Wiesen des Vorbeckens offene Zuleitungsgräben haben, sind hier für diesen Zweck eiserne durchlöcherte Rohre vorhanden, welche in Geländehöhe liegen und mit Gerölle überdeckt sind. Das die Oberfläche der Wiesen gleichmäßig überrieselnde Wasser versickert durch die obere Grasnarbe und weiterhin teils in dem natürlich vorhandenen Lehm- und Gerölleboden, teils in den künstlich hergestellten Filtergräben. Die letzteren sind mit einer Packung nach Art der Sandfilter, zum Teil mit besonderer Tonabdichtung ausgefüllt. Die letztere Anordnung ist undurchlässiger, sie bedingt eine längere Rieselung und geringere Filtergeschwindigkeit und läßt daher eine sorgfältigere Reinigung des Wassers erwarten. Die Gräben von 1,5 bezw. 2 m Tiefe liegen in 3 bis 5 m Entfernung. Bei etwa zu reichlicher Berieselung wird das Wasser, soweit es auf der Rasenfläche nicht

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Abb. 274. Lageplan und Querschnitt der Rieselwiesen zur Reinigung des Trinkwassers der Solinger Talsperre.

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Versickerung gelangt, in jedem Felde durch einen Ableitungsgraben von etwa 0,30 m Tiefe und 0,50 bis 0,80 m Sohlenbreite aufgefangen, der unter Gelände ebenfalls als Filtergraben ausgebildet ist und durch seineFüllung dasWasser den Sammelleitungen zuführt. Weiteres s. Zeitschr. f. Bauwesen 1904 S.651.

Das im Boden versickernde Wasser wird durch Sangdrains aufgefangen, die im allgemeinen 3 m auseinander liegen, und in die Sammeldrains geleitet, welche aus durchlöcherten Zementrohren von 15 cm 1. W. bestehen. Die Saugdrains haben 5 cm Durchmesser und sind stumpf aneinander gelegt. Die kleinen Sammler führen das Wasser in die dem Gefälle der Talsohle folgende gußeiserne Hauptsammelleitung, welche von anfänglich 100 mm 1. W. bis zu 350 mm znnimmt. Durch dieses am linken Hang gelegene Rohr gelangt das Wasser zum Sammelschacht und fließt von hier aus durch ein 400 mm weites, mit Saugkorb versehenes Rohr nach den Pumpen im Kraftwerk. Unmittelbar

unterhalb dieses Schachtes ist unter Gelände liegend eine Betonmauer von 50 bis 80 cm Stärke in einem Bogen von 800 m Halbmesser angeordnet, welche bis auf den Fels reicht und zum Auffangen des Grundwassers dient (Abb. 274). In diesem durch die Betonabsperrung gebildeten Grundwasserbecken sammelt sich das gerieselte Wasser, soweit es nicht von den Pumpen abgesaugt wird und gelangt durch ein 20 cm weites mit Saugkorb und Schieber versehenes Bohr ebenfalls in den Sammelschacht. Ein Grundablaßrohr aus diesem Schacht durch die Betonmauer ermöglicht, Wasser in die unterhalb gelegenen Nutz wiesen abzulassen. Bei den Eieselwiesen des Yorbeckens besteht dieser Abschlußdamm aus einem Tonkern, welcher, unter Gelände liegend, ebenfalls bis auf den Fels eingebracht ist.

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Die Gesamtoberfläche der unteren Eieselwiesen beträgt rund 20000 qm. Bei einem zeitweilig größten Tagesbedarf von 10000 cbm Trinkwasser berechnet sich die Filtergeschwindigkeit zu 10 000 20 000

Wiesen eine hinreichende Durchlässigkeit, um diese Wassermasse zu rieseln, während in den Wiesen des Yorbeckens die Filtergeschwindigkeit auf 0,8 bis 1 m in 24 Stunden gesteigert werden kann. Die angegebene Höchstleistung war auch für die Bemessung der Eohrweiten und Grabenquerschnitte maßgebend. Die offenen Zuleiter haben ein Gefälle von 0,1:1000 erhalten, so daß das Wasser in nahezu gleichmäßiger Schicht über die beinahe wagerechte Kieselkante überfließt. Die Grabenquerschnitte sind 0,8 m tief und 0,2 bis 0,3 m in der Sohle breit. Die Saugdrains liegen in einem der Neigung der Oberfläche entsprechenden Gefälle. Die lichten Weiten der Sammler und ihre Gefälle

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sind so bemessen, daß dieselben die erforderliche Wassermenge von

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mit dem halben Querschnitt abführen, während bei dem eisernen Hauptsammelrohr der volle Querschnitt in Eechnung gestellt ist. Bei den offenen Zuleitungsgräben ist zur Vorsicht angenommen, daß bei der Berieselung im ungünstigsten Falle etwa 25 v. H. durch Verdunsten und Versickern verloren gehen, so daß die rechnungsmäßig zugeführte Wassermenge entsprechend größer in Ansatz

gebracht ist.

Neben der zweckmäßigen baulichen Anordnung der Eeinigungsanlagen für Talsperrenwasser wird man mit Rücksicht auf einen späteren billigen Betrieb solche Einrichtungen in möglichster Einfachheit zu gestalten haben. Man muß sich vergegenwärtigen, daß, wie in Solingen, so überhaupt die Trinkwassergewinnungen durch Staubecken im Gebirge meistens von den Verkehrswegen weit ab liegen. Die Heranschaffung von Ergänzungsmaterialien ist schwierig und kostspielig, wenn die für den Bau hergerichteten Fördermittel wieder beseitigt sind. Bei Sandfiltern wird eine oftmalige Zuführung-neuen Filtermaterials erforderlich, und man geht wohl nicht fehl in der Annahme, daß dieser Umstand bei den rheinisch-westfälischen Talsperren zu dem Versuch mit Eieselwiesen geführt hat. Man rechnet bei den letzteren damit, daß eine Erneuerung der Wiesen in absehbarer Zeit nicht nötig werden wird, indem sich bei ihnen durch Pflanzenwuchs und Oxydation eine Selbstreinigung vollzieht.

Als die eigentlich reinigende Schicht der Eieselwiesen gilt die Grasnarbe. Sie überdeckt die verschiedenartige Beschaffenheit der aus dem natürlichen Boden mit den eingesprenkelten Sandschlitzen gebildeten Unterlage mit einem gleichartigen Mantel, in dessen engen Zellen die Verunreinigungen des Wassers sich auffangen. Durch wiederholtes Walzen der Wiesen kann ihre Oberfläche verdichtet und damit, wie der Betrieb in Solingen erwiesen hat, ihre Wirksamkeit erhöht werden. In gleichem Sinne macht der sich ablagernde feine Schlick des Bachwassers seinen Einfluß geltend. Um der Möglichkeit zu begegnen, daß die ungleiche Art des Untergrundes an der Grenze des Lehmbodens und der Sandfüllung Fugen bildet und daß somit in diesen Sickerschlitzen das Wasser, ohne gefiltert zu werden, in die Abzugsrohre gelangt, kann man eine Lettenabdichtung einbringen.

Die Eieselwiesen entwickeln infolge ihrer ständigen Anfeuchtung einen sehr kräftigen Pflanzenwuchs, der landwirtschaftliche Verwertung finden kann; jedoch tritt diese Nutzung gegenüber dem eigentlichen Zweck der Wiesen naturgemäß durchaus in den Hintergrund und wird nur insoweit zu geschehen haben, als dies die ordnungsmäßige Erhaltung der Anlage bedingt. Weidewirtschaft oder natürliche Düngung ist ausgeschlossen. Die Verwendung von künstlichem Dünger, wie Kainit, Thomasschlacke, Kalk und Salpeter, ist für die Beschaffenheit des zum Stanweiher abfließenden Wassers nicht von gesundheitsschädlichem Einfluß. Wo Verpachtung der Wiesen erfolgt, da wird dies nur unter besonderen Bestimmungen zulässig sein. Am besten und gleichmäßigsten dürfte sich der Eigenbetrieb gestalten.

Die dauernde Erhaltung der Gefällverhältnisse in den Zuleitungs- und Verteilungsgräben ist schwierig, wenn dieselben in natürlichem Gelände angelegt sind. Es tritt dann bei der Rieselung

leicht eine ungleichmäßige Belastung der Flächen ein. Die dem Einlauf nächstgelegenen Bezirke erhalten zu starke Nässung, während die weiter entfernten Teile trocken liegen. Um diesem Übelstand abzuhelfen, hat man bei neueren Anlagen die Zuleitungsgräben mit gemauerten Böden versehen und die Yerteilungsgräben aus halbkreisförmigen Tonschalen hergestellt, wodurch eine genauere Bestimmung und Einhaltung der Gefälle ermöglicht wird, oder die Verteilung des Wassers geschieht mittels durchlöcherter eiserner Rohrleitungen, wie oben beschrieben. Auch kann man das Wasser durch Zerstäubung auf die Wiesen verteilen, wobei eine ausgiebige Durchlüftung eintritt. (Ennepe Talsperre¹).

Es ist angezweifelt worden, daß die Rieselwiesen im Winter ihren Zweck erfüllen, indem man befürchtet, daß sie einfrieren, undurchlässig werden und versagen. Diese Befürchtung wird durch die Erfahrung widerlegt. Auch die Solinger Rieselwiesen oberhalb des Yorbeckens haben in langjährigem Betriebe schon mehrere Zeiten scharfen Frostes überstanden, ohne daß eine Verminderung ihrer Leistungsfähigkeit beobachtet worden wäre. Auf den Wiesen bildet sich infolge ihrer dauernden Wasserspeisung zwar teilweise eine Eisdecke, aber dieses Eis hat eine hohle Lage, es ist sogenanntes Blaseneis. Darunter rieselt das Wasser und dringt in den Boden, dessen Poren offen bleiben. Dazu kommt, daß der Gehalt des Untergrundes an Wasser im Winter größer ist als in anderer Jahreszeit, wodurch eine etwa eintretende geringfügige Verminderung der Rieselfähigkeit vollkommen ausgeglichen wird. Bei den Wiesen des Vorbeckens findet eine Berieselung mit unmittelbar zufließendem, daher stark abgekühltem Bachwasser statt. Günstiger gestalten sich die Dinge, wenn das Wasser einem großen Sammelbecken entnommen wird, dessen Temperatur nicht unter 7 bis 8° herabzugehen pflegt.

Die bisherigen Erfahrungen mit der Reinigung des Talsperrenwassers für Trinkwasserzwecke durch Rieselwiesen, sowohl die aus dem praktischen Betriebe wie die aus den Untersuchungen gewonnenen, lassen diese Reinigungsart nicht in allen Fällen anwendbar erscheinen. Ein abschließendes Urteil dürfte jedoch noch nicht vorliegen. Weiteres über die Rieselwiesen siehe : Mitteilungen der Kgl. Prüfungsanstalt für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung 1904, Heft 5.

Barmen—Herbringhausen. Das Niederschlagsgebiet enthält viel Weide- und Ackerland. Der Wald nimmt etwa ¹/r—Vs des Gesamtgebietes ein. Die Ränder des Beckens sind nach Möglichkeit aufgeforstet. An einer Stelle liegen Gehöfte dicht am Becken. Durch den oberen Teil des Stauweihers geht eine Chaussee, die mit ihrer Krone etwa V2 m über dem beiderseitigen Wasserspiegel liegt. Um zu verhindern, daß Verunreinigungen in das Becken gelangen, sind ringsherum Auffanggräben gezogen, die nach oben hin, also von der Mauer fort, Gefälle haben und am Ende in das Becken einmünden. Man will dadurch erreichen, daß etwaige Unreinigkeiten, die in den Weiher eingeschwemmt werden, den Weg von hier durch die ganze Länge des Beckens zurückzulegen haben, ehe sie zur Wasserentnahme gelangen, da die Erfahrung bewiesen hat, daß sich das Wasser auf dem angsamen Weg durch das Becken selbst reinigt und verbessert. Die Reinigung des Wassers findet bei dieser Anlage statt durch eine am Hang in halber Höhe unterhalb der Mauer errichtete überdeckte Sandfilteranlage.

Mitunter kann es vorteilhaft erscheinen, verunreinigte Bachläufe um den Stauweiher an den Hängen oder durch eine im Untergründe des Beckens verlegte Rohrleitung abzuleiten. Dieses Wasser wird dann unterhalb der Sperrmauer dem alten Bachlauf wieder zugeführt.

Nordhausen. Das Niederschlagsgebiet der Talsperre hat eine Größe von 5,7 qkm und ist stark bewaldet. Menschliche Wohnstätten sind darin nicht vorhanden; Acker- und Viehwirtschaft ist wenig anzutreffen. Der Felsuntergrund des Talbeckens ist mit einer 2,5 m mächtigen tonigen Lehmschicht überdeckt, die in ihren unteren Lagen mit Gerolle durchsetzt ist.

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Die Stadt Nordhausen und die in Betracht kommende Fleckengemeinde Neustadt u. H. haben sich gegenseitig verpflichtet, im gesamten Niederschlagsgebiet der Talsperre keinen Schankbetrieb eröffnen oder durch dritte Personen eröffnen zn lassen. Die Grundeigentümer im Niederschlagsgebiet 4er Talsohle haben beim Verkauf ihrer Ländereien für den Talsperrenbau und das Staubecken, wobei der Kaufpreis für 1 ha des Geländes im Durchschnitt 2000 Mk. betrug, gegen Entschädigungen und Zugeständnisse der Stadt Nordhausen die Übernahme folgender Beschränkungen anerkannt (Abb. 275):

1. Ohne Genehmigung der Stadt Nordhausen dürfen keinerlei Ansiedlungen für Menschen oder Vieh, selbst nicht zu vorübergehenden Zwecken, errichtet werden. Ausgenommen sind allein Jagd-und Unterkunftshäuser für Forstarbeiter. Bei Errichtung derartiger Hütten ist die Stadt Nordhausen berechtigt, Entwässerungsanlagen auf ihre Kosten herzustellen.

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2. Die Forstgenossenschaft hat sich aller Maßnahmen zu enthalten, welche geeignet sind, den Zu- und Abfluß des Wassers zu hemmen oder zu verringern oder den Grund und Boden oder die Wasserläufe, namentlich durch Düngung, zu verunreinigen oder sonstwie die Beschaffenheit des Wassers zu verändern.

ist gestattet.

Eine künstliche Düngung mit Kainit, Thomasschlacke bzw. (Superphosphat) Kalk und Salpeter

Im übrigen wird der Forstbetrieb in keiner Weise eingeschränkt, insbesondere kann die Forstgenossenschaft das vorhandene Wasser zur Hangbewässerung benutzen und die Wasserläufe bei dem Bau von Wegen ohne Verringerung der Wassermenge verlegen.

. 3. Die Stadtgemeinde Nordhausen hat das Recht, die Wasserläufe zu reinigen, in Ordnung zu halten und durch kleine Einbauten zu regeln.

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Abb. 276. Ahräumung des Talbeckens der Nordhauser Talsperre.

Natürlicher Dünger, Poudrette und dergleichen ist ausgeschlossen. Im übrigen wurde das Staubecken in gleicher Weise wie in Solingen abgeräumt (Abb. 276;. Rund um das Becken ist ein Schutzstreifen von 10 m Breite Vorbehalten, der abgezäunt und mit Fichten dicht besetzt ist, die in dem hochgelegenen kalten Tale (Wasserspiegel der Becken + 413 N. N.) gut gedeihen. Es sind überdies Warnungstafeln aufgestellt, mit dem Verbot, irgendwelche Gegenstände in den Weiher zu werfen.

In jedem Bachlaufe sind eine Reihe kleiner Wehrbauten errichtet, über die das zufließende WTasser hinwegstürzt. Auf diese Weise wird das Wasser wiederholt in die innigste Berührung mit der Luft gebracht, so daß der Sauerstoff derselben etwa im Wasser enthaltenes Eisen fällt. Die gefällten Stoffe können in den unterhalb der Wehreinbauten angelegten kleinen teichartigen Erweiterungen des Bachbettes zum Niederschlag gelangen, von wo dieselben leicht beseitigt werden, so daß diese Ablagerungen vom Staubecken ferngehalten werden.

Die Entnahme des Trinkwassers in einigen Metern unter dem jeweiligen Wasserstande kann durch Rohre in verschiedener Höhenlage geschehen (Taf. I Abb. 4). Wegen der vorzüglichen Beschaffenheit des Niederschlagsgebiets und mit Rücksicht auf die vorbeschriebenen Vorsichtsmaßregeln konnte davon

Abstand genommen werden, das Wasser einer besonderen Reinigung für Trinkzwecke zu unterwerfen. Jedoch ist die spätere Einschaltung eines Filters zwischen dem Kraftwerk und dem nahegelegenen Hochbehälter (Abb. 16 auf S. 41), wenn erforderlich, vorgesehen, wofür ein Höhenspielraum von 3 m Vorbehalten ist. Hygienische Bedenken dagegen, das Wasser erst für Kraftzwecke zu gebrauchen (s. S. 41) und dann der städtischen Wasserversorgung zuzuführen, können nicht entstehen. Vielmehr muß der Umstand, daß das Versorgungswasser bei der Beaufschlagung der Turbinen mit der Luft in Berührung gebracht wird, günstig wirken, insofern es durch den Sauerstoff der Luft aufgebessert wird.

Der Wasserversorgungs- und Kraftbetrieb ist ein zufriedenstellender. Das Talsperrenwasser hat sich bisher ohne Filterung als gut und hygienisch einwandfrei erwiesen. Zur Reserve, falls jemals ein Ablassen des Wassers aus dem Staubecken für Ausbesserungsarbeiten an der Sperrmauer oder aus anderen Gründen notwendig werden sollte, steht ein alter Gebirgsstollen zur Verfügung, der schon vor dem Bau der Talsperre der städtischen Wasserspeisung diente. Vergl. auch S. 562.

Das neue Wasserwerk von Jersey-City (Nordamerika). Stauinhalt 33 Mill. cbm. Lieferung: täglich (jetzt) 145000 cbm Brauchwasser, später: 318000 cbm. Natürliches Gefälle nach der Stadt. 37 km teils gemauerter Kanal, teils Rohrleitung. Niederschlagsgebiet 312 qkm, mittl. Regenhöhe 1140 mm, geringste Jahresabflußmenge 180 Mill. cbm, Wasserfläche 364 ha. s. Zentr. d. Bauverw. 1903, S. 542.

Innerhalb des Talbeckens befinden sich einige Gehöfte. Vor der Einstauung wurden die hier angesammelten organischen Stoffe beseitigt. Im übrigen beschränkte man sich darauf, die Sträucher und Waldbestände zu entfernen, ohne Abschälung der Humuslage in der ganzen Talsohle. Dies geschieht nur auf einem Streifen von 15 m Breite in Höhe des wechselnden Wasserstandes. Die Bäume

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werden. Der tiefste Trinkwasserabfluß liegt etwa 15 m unter dem Wasserspiegel des gefüllten Beckens, so daß ein erheblicher Raum für etwaiges Absetzen von Sinkstoffen übrig ist. Das Niederschlagsgebiet wird von der Wasserwerksgesellschaft, welche die Anlage im Aufträge der Stadt Jersey hergestellt hat, dauernd überwacht, um die Güte des Wasserbezuges zu sichern; die Landesgesetze bieten für eine wirksame Durchführung entsprechender Maßnahmen genügende Handhabe. Chemische und bakteriologische Untersuchungen werden fortlaufend gemacht.

Über die Sand- und Kiesfilteranlage, Wiesenberieselung und die Betriebsergebnisse für die Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtale s. Intze, Entwicklung des Talsperrenbaues in Rheinland und Westfalen 1903, ferner Zeitschrift die »Talsperre« 1903, S. 3, 117 u. 120. Journ. für Gasbel.

wurden zu ebener Erde abgeholzt, ohne Ausrodung der Wurzeln. Eine weitere Reinigung des Untergrundes hielt man nicht für nötig, da hierdurch große Kosten ohne entsprechenden Nutzen entstehen würden. Bei uns geht man bei Stauweihern, welche der Trinkwasserversorgung dienen, in der Fürsorge weiter, wie aus den vorigen Beispielen ersichtlich. Immerhin werden die in Jersey getroffenen Maßnahmen verständlich, wenn man erfährt, daß der äußerste Abfall des Wasserspiegels in trockener Zeit nur etwa D/o m betragen wird, so daß die nicht gereinigte Talsohle dem Wechsel von Luft und Wasser entzogen ist. Von einer Filterung des Wassers ist Abstand genommen, nachdem Untersuchungen ergeben hatten, daß der Bakteriengehalt von Flußwasser durch Aufspeicherung schon in einem Zeitraum von wenigen Tagen sehr erheblich vermindert wird. Man hält die Selbstreinigung des Wassers im Becken, zumal die örtlichen Verhältnisse günstige sind, für ausreichend und sieht gerade in dem Umstand einen Vorteil, daß der Reinigungsvorgang selbsttätig erfolgt und im Ernstfall nicht der Zuverlässigkeit der Wärter abhängig ist. Das Wasser kann in verschiedener Höhe entnommen

u. Wasservers. 9. Sept. 1905.

Über die Berieselungsanlage an der Ennepe s. Intze, Die Entwicklung, die Zwecke und der Bau der Talsperren, S. 32.

Wasserreinigungsanlagen der Lenneper Talsperre, Zeitschrift iiir Bauwesen 1907. Rieselwiesen zur Reinigung von Talsperrenwasser Journ. für Gasbel. u. V asservers. 1905, S. 3/3. Erfahrungen mit Talsperrenwasser Journ. für Gasbel. u. Wasservers. 1907, S. 1108.

Reinigung von Talsperrenwasser. Wasser u. Abwässer 1909, S. 101 u. 475. Engineer 3. 5. u.

12. 7. 1912, Zeitschr. d. österr. Ing. u. Arch.-Ver. 1912, S. 305.

Über die Abräumung des Talbeckens der Katarakt-Talsperre s. Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers. London. Band 178. Sess. 1908/09, Teil IV.

Über die Behandlung des Wassers aus dem Ashokan-Becken (Trinkwasserversorgung von Neu-York) s. Deutsche Bauzeitung 1912, S. 767.

Wasserversorgung der StadtChemnitz (Beschreibung der Talsperren und Filteranlagen), Deutsche

Bauzeitung 1913, S. 185 u. f.

VII. Die Bauausführung der Talsperren.

§ 47. Die Einrichtung der Baustelle. Allgemeines. Die Gestaltung der Bauausführung, die Leitung des Baues, die Anordnung der Einzelheiten, die Kenntnis und Beurteilung der Baumaterialien, die Regelung der Arbeiterverhältnisse und des maschinellen Betriebes sowie andere Aufgaben der örtlichen Ausführung lernt man am besten und eindringlichsten auf der Baustelle selbst in der Arbeit unter eigener Verantwortung. Immerhin wird es von Nutzen sein, wenn, wie auf allen Gebieten der Technik, so auch hier, die theoretische Erkenntnis neben der Praxis einhergeht. Es wird erwünscht sein, allgemeine Gesichtspunkte hervorzuheben und sich Erfahrungen und Ergebnisse des Baubetriebes zu vergegenwärtigen. Wenn man die Hauptrichtung und die Zielpunkte sieht, kann man sich in den vielen Einzelerscheinungen eines großen Baubetriebes bald zurechtfinden. Die Bauausführung der Talsperren erweckt deshalb ein besonderes Interesse, weil diese Anlagen meist abgelegen von allem Verkehr und gewerblichen Mittelpunkten in Gebirgstälern errichtet werden. Hier, mitten in zum Teil noch ursprünglichen Verhältnissen, wird ein lebhaftes Getriebe menschlichen Schaffens hervorgerufen. Verkehrsmittel müssen hergerichtet, die Baustoffe herbeigeschafft, zum Teil an Ort und Stelle gewonnen werden, viele Arbeitskräfte werden angenommen und müssen oft unter schwierigen Verhältnissen untergebracht und verpfiegt werden. Alles dies erfordert einen großen Aufwand an allgemeinen Anordnungen sowie Maßnahmen im einzelnen. Selten ist die Mannigfaltigkeit der Arbeiten so reich wie bei der Ausführung eines Talsperren- und Wasserkraftunternehmens, wo die Tätigkeit des Bauingenieurs, des Maschinen- und Elektroingenieurs und oft auch in nicht unwesentlichem Maße die Kunst des Architekten zum gemeinsamen Schaffen vereint ist. Es soll hier die Bauausführung der Talsperren nur insofern besprochen werden, als diese Bauten kennzeichnende Eigenart besitzen.

Die Einleitang eines großen Baubetriebes nimmt viel Zeit in Anspruch, und der Beginn der Bauarbeiten zieht sich lange hinaus bis der Vollbetrieb einsetzt. Spätere Störungen sind unvermeidlich, veranlaßt z. B. durch zeitweises Stocken der Zufuhr von Baustoffen, Arbeitermangel, Arbeiterwechsel, Streiks, Hochwasser usw. Die Einrichtung der Baustellen und Lagerplätze stößt in einem Gebirgstale meist auf große Enge. Man ist genötigt, die Schuppen und sonstigen Baulichkeiten an steilen Hängen, zum Teil auf Gerüsten zu errichten. Nachtarbeit wird oft unumgänglich sein. Es empfiehlt sich daher, der Einleitung einer Bauausführung vollste Aufmerksamkeit zuzuwenden. In dieser Anfangszeit müssen viele grundlegenden Entscheidungen getroffen werden. Verfehlungen in den ersten Monaten wirken in der ganzen Bauzeit nach, bereiten fortgesetzt Schwierigkeiten, vermehrte Kosten und Zeitverluste. Erfahrung und klarer Blick ist erforderlich.

Die Hauptarbeiten bei Einrichtung einer Talsperren-Baustelle sind die folgenden :

1.    Herstellen der Zufuhrbahn oder Wege für die Heranschaffung der Baumaterialien.

2.    Einrichtung der Mörtelbereitung. Hiermit ist verbunden die Aufstellung von Schuppen für die Lagerung von Zement, Traß, Kalk usw., die Aushebung der Kalkgruben und die Herrichtung der Maschinenanlagen für die Mörtelbereitung.

3.    Heranschaffen der Transportmittel, Karren, Gleise, Wagen, d. h. der Arbeitsbahnen, und ihre Inbetriebsetzung mittelst Lokomotiven oder elektrischer Zugförderung. Daran schließt sich gegebenenfalls die Aufstellung von Krahnen und Baugerüsten.

4.    Einrichtung einer Werkstätte für Ausbesserungsarbeiten.

5.    Die Unterbringung der Arbeiter.

6.    Einrichtung der Steinbrüche und, wenn erforderlich, der Steinbrecher.

7.    Die Umleitung des Wassers um die Baustelle, insofern diese Frage nicht schon durch den Entwurf geregelt ist.

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Die Herstellung der Material-Zufuhrbahnen muß eine der ersten Arbeiten sein. Eine geordnete Zufuhr ist unbedingt notwendig bei jeder großen Massenbewegung. Für die Vorarbeiten hierzu ist die Aufrechnung der insgesamt zu fördernden Massen erforderlich. Daran schließt sich ein Vergleich, wrelche Einrichtung billiger sein würde: der Bau eines Fahrweges oder einer Schmalspurbahn. Die Ermittlung muß also fassen die Kosten für den Bau und Betrieb beider Förderarten. Neben der Kostenfrage kommt in Betracht, ob ein ausreichender Pferde- und Fuhrpark gesichert w⁷erden kann und die Schnelligkeit und Verläßlichkeit dieser Förderarten. Die bisherigen Talsperrenunternehmungen haben meist zur Anlage von Bahnen geführt selbst bei nicht großen Förderstrecken. Die Bahn muß möglichst über Kronenhöhe die Baustelle erreichen.

Die Spurweite dieser Bahnen sollte mindestens 90 cm betragen; ein Spurmaß von 60 cm mit schwachem Schienenprofil erscheint zu schmal und zu leicht für große Lastenförderung. Man muß sich vergegenwärtigen, daß diese Arbeitsbahnen im Baubetriebe meist eine ungenaue Lage auf mangelhaftem Unterbau haben. Oft sind hohe und lange Brücken und Viadukte zur Überschreitung von Tälern nötig geworden. Als Baumaterial hierfür wird meist Holz gewählt. Die Steigungen dieser Bahnen betragen bis 1: 15. Bei sehr abgelegener Baustelle hat man Personenbeförderung eingerichtet, wenigstens insoweit diese für Bauzwecke nötig wurde. Der Bau dieser Zufuhrbahnen muß deswegen rasch in Angriff genommen werden, weil die Fertigstellung längere Zeit zu dauern pflegt. Wo gute Chausseen im Anschluß an den nächsten Bahnhof vorhanden waren, hat man gemischte Förderart eingerichtet. So fand beim Bau der Nordhauser Talsperre zunächst Wagentransport auf 4 km Länge statt, dann erfolgte der Umschlag der Güter auf eine Schmalspurbahn von rund 3 km Länge, die bis zur Krone der Sperrmauer an den Berghang hinaufgeführt wurde. Der Nachteil besteht hierbei in den vermehrten Kosten des Umschlages. Ein ähnliches Verfahren war beim Bau der Hasper Talsperre gewählt worden. Bei nicht zu weit vom Bahnhofe gelegener Baustelle kann Seilforderung (Luftkabelbahn) in Frage kommen.

Besonders schlechte Zufahrtmöglichkeit wiesen die hochgelegenen Vogesentalsperren auf (Lauchenseeweiher 920 m über Meer), und eigene Wege für den Zweck des Baues mußten erschlossen werden.

Einrichtung der Baustellen für das Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen. Die Inbetriebsetzung der Bauausführung mit den im Sengbach- und Wuppertale in einer Längenausdehnung von rund 4 km sich hinziehenden Baustellen (Abb. 13 auf S. 38) erforderte unter schwierigen Geländeverhältnissen einen erheblichen Arbeitsaufwand. Das Sengbachtal war vordem wirtschaftlich wenig erschlossen; einige Wiesengrandstücke wurden in seinem Grunde genutzt. Es war auffallend, wie sich in diesen Bergen inmitten eines gewerbereichen und dichtbevölkerten Bezirks ein Tal fast noch in der Natürlichkeit des Urzustandes erhalten hatte. Die Wege im Tale waren schlecht und kaum als solche zu bezeichnen. Mit Axt, Spaten, Hacke, Bohrgerät und Sprengstoff vordringend, mußte Weg und Steg geschaffen werden. Der Vorbau der Zufuhrbahn für Baustoffe, die Einrichtung der Arbeitsplätze und Steinbrüche und die Unterbringung der Arbeiter, welche zum Teil in Baracken Unterkunft fanden, mußten um so mehr Gegenstand eifrigen Bemühens sein, als die Bauzeit kurz bemessen war. Dieser letztere Umstand kennzeichnete die Art des Baubetriebes, bei dem besonders im ersten Baujahre (1900) der Nachtbetrieb zur Regel gehörte.

Die Zufuhrbahn mit Lokomotivbetrieb von 90 cm Spurweite erhielt in der Station Hilgen der Strecke Opladen Lennep an die Staatsbahn Anschluß und zog sich durch das ganze Sengbachtal bis zur Baustelle des Wehres an der Wupper in einer Länge von 7 km hin. Eine Abzweigung ging in starker Steigung zu den Lagerplätzen am linken Hange der Sperrmauer, in deren Kronenhöhe sie endete (Abb. 277). Die Bahn lag zum großen Teil in den Berghängen. Die Baugrube der großen Sperr-

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Übersichtsplan der Baubetriebseinrichtungen für den Bau der Solinger Talsperren.

mauer wurde überschritten aut dem zur Aufnahme des Sengbaches eingebauten Gerinne. Eine große Anzahl Brücken über Talmulden, Bäche und die Wupper war erforderlich. Die Herstellung dieser Zufuhrbahn mußte die erste Aufgabe der Bauinangriffnahme sein. Es wurde damit im Januar 1900 begonnen. Um Mitte Mai dieses Jahreä war die Bahn bis zum Wupperwehre vorgestreckt, so daß die sämtlichen Baustellen für die Zuführung der Baustoffe erschlossen waren.

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Die Lage der Bauten (Abb. 278 u. 279) brachte Knappheit des Raumes für Lagerplätze und Vorratschuppen mit sich. An steilen Hängen mußte dieser dem Gelände förmlich abgerungen, vielfach die Anlagen auf Gerüstunterbauten verlegt werden, besonders an den beiden Talsperren, an denen es darauf ankam, die Beton- und Mörtelbereitung in Höhe der Mauerkrone zu vollziehen. Der Platz ist hier zum Teil durch Felsaussprengungen geschaffen worden, die Kalkgruben waren am Berghange, wie Schwalbennester klebend, aufgemauert.

Die Abb. 280 bringt die allgemeine Einrichtung des Bauplatzes für den Bau des Lauchensee-weihers znr Darstellung.

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Abb. 280. Lageplan der Baustelle des Lauchenseeweihers.

Die Wasserversorgung einer Talsperrenbaustelle ist eine Frage von großer Bedeutung. Die Mörtelbereituug erfordert viel Wasser. Noch stärker ist der Wasserverbrauch bei der Steinwäsche, dazu kommt der Aufwand für das Anfeuchten der Mauer, das täglich mehrmals wiederholt werden muß, für die Speisung der Dampfmaschinen und Lokomotiven, für Trinkwasserzwecke u. a. m. Man kann annehmen, daß in einem größeren Baubetrieb täglich etwa 400 bis 500 cbm verbraucht werden. Die Beschaffung dieser Wassermenge kann in der sommerlichen Trockenheit unter Umständen Sorge machen, wenn man bedenkt, daß der geringste Zufluß im Gebirge in solcher Zeit sehr herabgeht. Es ist dann zweckmäßig, kleine Wehre zu errichten, um das Wasser über Nacht nicht unnütz ablaufen zu lassen.

§ 48. Die Förderung der Baustoffe auf der Baustelle. Das Kennzeichen der meisten Einrichtungen für die Zufuhr der Baustoffe nach der Sperrmauer und zur Mauerung ist ihre stete Veränderlichkeit. Mit dem Hochwachsen der Mauer müssen oft Gleishebungen und -Verlegungen erfolgen, die jedesmal nicht unbedeutende Nebenarbeiten erfordern. Diese Nebenarbeiten — Erdbewegungen, um Gleisunterlagen zu schaffen, Abänderungen an Gerüstbauten und Bremsbergen, Verschieben des Gleisunterbaues auf der Mauer u. a. m. — müssen stets in kürzester Zeit, über Sonntag oder über Nacht erfolgen, um den Baubetrieb nicht zu stören. Außer diesen kleinen Hilfsarbeiten werden in gewissen Zeitabschnitten größere Änderungen des Arbeitsplanes erforderlich bedingt durch die Lage der Steinbrüche in ihrem Höhenverhältnis zur je-

weiligen Maueroberfläche, Aufgabe alter und Inbetriebnahme neuer Brüche und durch mancherlei sonstige Zufälligkeiten, die sich nicht immer vorher einschätzen lassen, aber bei jeder größeren Talsperrenausführung Vorkommen. Dieses fortlaufende Anpassen an den Mauerfortschritt bei an sich beschränkten örtlichen Verhältnissen stellt eine nicht zu unterschätzende Arbeitsleistung dar, die in den Gesamtausführungskosten eine erhebliche Rolle spielt .und Gewicht genug besitzt, um bei der Ermittlung der Ausführungspreise Beachtung zu finden. Es ist hier schnelle Bereitschaft und umsichtiges Handeln erforderlich, denn, wenn irgendwo, so kann hier durch unüberlegte Anordnungen viel Geld unötig ausgegeben werden.

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Abb. 281. Kalkgruben und Morteianlage am linken Berghange für den Solinger Talspei renbau.

Jede Baustelle wird entsprechend ihren örtlichen Eigentümlichkeiten besondere Einrichtungen erfordern. Immerhin lassen sich einige allgemeine Gesichtspunkte angeben, die als leitende gelten müssen. Wo zwar die natürlich gegebenen Verhältnisse ihre Außerachtlassung bedingen, da steht man vor einer unabänderlichen Tatsache; anders aber, wo die Entscheidung freie Hand hat. Ein oberster Grundsatz ist es, die Förderung der Baustoffe möglichst im natürlichen Gefälle erfolgen zu lassen, wodurch die bewegende Kraft der Schwere zur Ausnutzung gelangt. Dies gilt zuvörderst für die Zufuhr der Rohstoffe von der nächsten Umschlagstelle (Bahnhof). Es hat sich bei mehreren Bauausführungen am oberen Ende des Niederschlagsgebietes ein Bahnanschluß sehr gut derartig ausfindig machen lassen, daß man von dort aus im Gefälle zur Mauer gelangen konnte, mit der Bahnlinie einige Meter über dem zukünftigen Stauspiegel verbleibend. Bedingen hingegen die örtlichen Verhältnisse die Zufuhr vom unteren Tale her, so erfahren die Baustoffe eine verlorene Hebung, sei es, daß diese auf steigender Bahn, in Hebetüren oder mittels Seilbahn vom Fuße der Mauer aus erfolgt.

Mit der Höhenlage des Mörtelwerkes wird man gut tun, sich ebenfalls der obigen Forderung anzupassen und dasselbe an einem der beiderseitigen Berghänge über Mauerhöhe herzurichten, um mittels Bremsberges oder Schuttrinne den Mörtel in die Baugrube hinabzulassen. Annähernd diese Höhenlage batte die Mürtelanlage mit den 10 Kalkgruben bei der Bauausführung im Sengbachtale (Abb.281). Aus den Mischtrommeln fiel der Mörtelbrei in die darunter stehenden Muldenkipper und wurde zum Einwurf nach einer aus Eisenblech bestehenden Kastenrinne von 0,6 : 0,6 m Querschnitt verfahren, in welcher der Mörtel in die tiefliegende Baugrube glitt. Diese Rinne, aus Stücken von 2 m Länge zusammengeschraubt und anfänglich etwa 40 m lang, konnte der hochwachsenden Mauer entsprechend verkürzt werden. Entsprechend war die Höhenlage beim Bau der Urft-Ennepe- und Queistalsperre. Doch ist es nicht immer möglich gewesen, dieser Forderung gerecht zu werden und bei einer Reihe von Bauausführungen u. a. beim Bau der Hasper-, Mescheder- und Möhne-Talsperre lag die Mörtelanlage in halber Höhe, so daß gegen Ende der Bauzeit der Mörtel in Hebetürmen gehoben werden mußte. Bei dem Talsperrenbau Mauer in Schlesien wurde der Mörtel in Talsohlenhöhe bereitet und mittels Bremsberge zur Höhe gefördert.

Weniger frei ist man in der Anordnung der Zufuhr der Steine, weil hier die Lage der Steinbrliche bedingend ist. Man wird zwar sein Augenmerk darauf richten müssen, die Steinbrüche in der Nähe der Mauer und über Kronenhöhe anzulegen, aber es ist natürlich eine glückliche Fügung, wenn hier brauchbares Gestein zu finden ist. Wenn dies der Fall ist, so ergibt sich die Förderung der Steine zur Mauer mittels Bremsberge in natürlichem Gefälle in einfachster und billigster Weise. Je nachdem nun die Brüche an oder weit ab von der Mauer, hoch oder an der Talsohle liegen, sind verschiedene Zufuhrarten möglich. Wenn die Brüche zwar entfernt, aber über Kronenhöhe liegen, so ist die Beförderung auf motorisch betriebener Bahn nach der Mauer und das Herablassen der Steine mittels Bremsberges naheliegend. Werden die Steine unter Kronenhöhe oder an der Talsohle gewonnen, so kann ebenfalls die Zufahrt zur Mauerkrone in Betracht kommen. Es ist dann aber auch nicht ausgeschlossen, die Steine an den Mauerfuß zu schaffen und sie hier in Hebetürmen mittels Dampfkraft oder elektrischer Kraft zu heben. Auch kann, wenn die Anfuhr der Steine in halber Höhe erfolgt, erst Bremsbergbetrieb, dann Aufzugbetrieb stattfinden. Alle diese Förderarten sind in Anwendung gekommen, haben gut gearbeitet, und es ist Sache der Überlegung, im Einzelfalle unter Berücksichtigung der natürlich zwingenden Verhältnisse, mit Rücksicht auf die Schaffung von Steinlagerplätzen u. a. zu prüfen, welche Art die vorteilhafteste ist.

Bei dem Talsperrenbau der Stadt Solingen ist in Anpassung an die Örtlichkeit die Steinzufuhr zur Mauer teils mittels Bremsberge, teils auf Hanggleisen mittels Loko-motivbetrieb oder in Hebetürmen geschehen (Abb. 279).

Die B e tri e bsei nrich tun gen beim Baud er Urfttalsp erre. Vom Staatsbahnhof Gemünd gelangten die Baustoffe mit Gefälle bzw. auf wagerechter Bahn etwas über Mauerkronenhöhe an (s. Abb. 10 auf S. 27), von hier erfolgte die Verarbeitung dem Schwergewicht folgend. Die Steine aus den Brüchen wurden znm Fuß der Sperrmauer gebracht und von hier mittelst Hebetürme (Abb. 282 und 283) zur jeweiligen Maueroberfläche gehoben. Im ganzen waren drei Hebetürme im Betrieb, und zwar zwei Türme zum Heben der vollen Steinwagen und ein Turm zum Hinablassen der leeren Wagen. Der eine Hebeturm war imstande, die ganze erforderliche Steinmasse zu bewältigen; der zweite diente zur Aushilfe für Betriebsstörungen. Im allgemeinen arbeiteten beide Hebetürme wechselseitig. Das Gewicht der toten Lasten war durch Gegengewichte ausgeglichen. Als Betriebskraft diente eine Lokomobile mit Dampfwinde. Bei solchen Hebetürmen fallen alle jene Gleisverlegungen fort, die notwendig werden, wenn die Steinzufuhr an den Hängen geschieht.

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§ 49. Der Maschinenbetrieb auf der Baustelle einer Talsperre¹). Die Stärke der Anlagen für den maschinellen Betrieb, d. h. der Bedarf nach Pferdestärken gemessen, wird bei einem Talsperrenbau sehr von der örtlichen Beschaffenheit des Geländes und der Lage der Steinbrüche abhängen. Bietet sich die Möglichkeit dar, die Steinbrüche in der Nähe der Mauer und über Kronenhöhe der Mauer anzulegen, so kann der Transport der Steine zur Mauer auf Feldbahngleisen wagerecht mit ein wenig Gefälle erfolgen. Dort geschieht die Beförderung in die Baugrube etwa mittels Bremsbergen. Eine solche Ausnutzung der Schwerkraft vereinfacht den Betrieb ungemein und bringt große Ersparnisse mit sich. Eine so günstige Lage wird sich allerdings nicht oft bieten, und es wird im allgemeinen nötig sein, für die Steinförderung maschinelle Einrichtungen vorzusehen, sei es, daß die entfernte Lage der Steinbrüche Dampf- oder elektrischen Bahnbetrieb erfordert, sei es, daß die Steine in der Talsohle an den tieferen Hängen gebrochen und zur jeweiligen Mauerhöhe gehoben werden müssen. Bisweilen können diese beiden Umstände Zusammentreffen. Eine allgemeine Angabe der Maschinenstärke läßt sich hierfür also nicht geben; schon eher lassen sich gewisse allgemeine Unterlagen gewinnen für den Kraftbedarf der Mörtelanlage, das Heben des Wassers von der Talsohle nach den Behältern oben an den Hängen, aus denen die Mörtelanlage und die Steinwäsche gespeist werden sollen, für den Betrieb der Drehbänke in der Werkstatt u. a. m. Auch eine elektrische Lichtanlage wird zweckmäßig vorzusehen und im übrigen alles soweit als möglich auf Maschinenbetrieb zuzuspitzen sein. In dieser Hinsicht sei im besonderen bemerkt, daß es jedenfalls vorteilhaft erscheint, das Mischen der Mörtelmaterialien und das Ablöschen des Kalkes maschinell zu betreiben. Bei mancher Talsperrenanlage ist bei Bereitung des Traßmörtels Sand und Traß von Hand vermischt worden und dann dieses Gemenge zusammen mit dem Kalk in die Mischmaschine gebracht worden. Dieses Verfahren ist teuer und es gibt sehr gut arbeitende Maschinen, welche es gestatten, alle diese drei Materialien zugleich in einer Trommel zu mischen. Man erhält einen durchaus gleichmäßigen Mörtel und an Arbeitskräften wird viel gespart (s. § 59). Aber die Anwendung der Maschine kann auch eine Grenze haben und man muß sich hüten, all und jede Leistung auf der Baustelle durch motorische Kräfte bewirken zu wollen. Die Karre kann unter Umständen im Einzelfalle billiger arbeiten, als die Gleisbahn und, wenn umständliche Gerüste als vorbereitende Arbeit für eine beschränkte Massenleistung nötig sind, so wird für kleine Massenbewegung die reine, leicht bewegliche Menschenkraft oft billiger sein, als die Maschine, welche sich bisweilen örtlichen Verhältnissen nicht vollkommen anpassen kann. Es ist neben Aufrechnungen der Kosten und des Betriebes Sache des praktischen Blickes, die Wahl des Betriebsmittels richtig zu treffen, und man wird anerkennen müssen, daß hierin ein wesentlicher Teil des Geheimnisses eines erfolgreichen Baubetriebes liegt.

Mehrfach ist bei neueren Talsperrenausführungen ein zentralisierter Maschinenbetrieb eingerichtet worden. In einer Zentralstation wird durch Dampf- oder Wasserkraft elektrische Energie erzeugt und diese für die Umwandlung in Licht und Kraft den verschiedenen Verwendungsstellen zugesandt. Ein solcher Betrieb hat, wie alle Zentralisation, den Vorteil der Einfachheit und Übersichtlichkeit. Allein es ist hier alles gleichsam auf eine Karte gesetzt und bei solchen vorübergehenden Einrichtungen, wie sie an Baustellen für die zeitweiligen Zwecke getroffen werden müssen, kann leicht Schaden entstehen. Durch die dann eintretende Unterbrechung der Stromzuftihrung können sehr unliebsame

Störungen in der Mörtelherstellung, im Pumpenbetrieb u. a. m. entstehen, wodurch unter Umständen der ganze Baubetrieb zum Stillstand gebracht wird. Immerhin werden sich solche Unfälle vermeiden lassen, wenn Reservemaschinen vorhanden sind, wenn also die Einrichtung mit aller jener Vorsicht getrolfen wird, wie sie in dauernden Betrieben vorwaltet. Das verteuert aber die Anlage und die Zentralisierung dürfte sich daher wohl nur dort empfehlen, wo ein mehrjähriger Baubetrieb zu erwarten ist.

2.5

Wie sich im Betriebe der Elektrizitätswerke mit Anschluß vieler kleiner Motoren gezeigt hat, ist nicht darauf zu rechnen, daß jemals alle angeschlossenen Motore oder Lichtstellen zu gleicher Zeit Strom brauchen. Es hat vielmehr die Erfahrung erwiesen, daß in einem verzweigten Betriebe im allgemeinen niemals mehr als 40 v. H. der angeschlossenen Pferdekräfte zu gleicher Zeit arbeiten. Eine Kraft von z. B. 100 PS. dauernd im Betrieb kann 250 zeitweilig arbeitende Pferdekräfte leisten. Dieser Umstand spricht auch für die elektrische Zentralisierung des maschinellen Betriebes auf einer Baustelle. Auch die hier notwendigen, einzelnen Kraftleistungen für Mörtelbetrieb, Wasserpumpen, Bohrbetrieb, Kalkablöschen u. a. m. fallen zeitlich nicht vollständig zusammen bzw. ihre wirkliche Arbeit am Tage wechselt mit kleinen Pausen. Darum wird man hier die Zentralanlage auf weniger Kräfte bemessen können, als wirklich gebraucht werden, wenn die Zerlegung in Einzelmaschinen erfolgt. Wenn die Kraftanlage vielleicht auch nicht auf des Yollbedarfs beschränkt werden kann, so wird ein vermin-

derter Ausbau doch sicher erfolgen können. Dazu kommt die Ersparung an Löhnen, an Anlagekapital, das bei Konzentrierung kleiner ist, als bei vielen kleinen Maschinen, des wirtschaftlichen Betriebs der Großdampfmaschinen u. a. m. Plötzlichen Hindernissen ist ein dezentralisierter Betrieb allerdings weniger ausgesetzt, wo jede Pumpe, jeder Hebeturm, die Mörtelanlage usw. durch eine gesonderte Dampfmaschine oder Lokomobile betrieben wird.

Oft bietet sich die günstige Gelegenheit, das Wasser des abzusperrenden Baches für Kraftzwecke auszunützen, und wo die Möglichkeit hierzu vorliegt, wird mau, wie bei mehreren Ausführungen geschehen, mit Vorteil davon Gebrauch machen. Eine kleine Stauanlage, um das über Nacht zum Abfluß gelangende Wasser für den Tag aufzuspeichern, wird hierbei zweckmäßig sein. Reicht eine solche Wasserkraft nicht für den Kraftbedarf voll aus, so wird sie immerhin eine billige Ergänzung der anzulegenden Dampfkraftstation sein können. Der Antrieb der Baumaschinen an abgelegener Baustelle mit

oft schwierigen Verkehrsverbindungen mittels Kohle ist teuer, des Heranschaffens der schweren Einzelkraftmaschinen, wie Lokomobilen. Man darf

auch vorübergehende Fassung und

Dazu treten die Kosten

wenn

daher schon einige Aufwendungen für die Inbetriebsetzung einer dargebotenen Wasserkraft nicht scheuen. Mit Vorteil ist neuerdings auch Motorenantrieb (Benzin-, Petroleummotoren) gewählt worden.

Für die Ermittlung des gesamten Kraftbedarfs sind zu berücksichtigen 1. Mörtelanlage, 2. die Kalklöschmaschinen, 3. das Heben des Wassers für den Baubetrieb von der Talsohle nach den hoch an den Hängen gelegenen Behältern, 4. der Kraftbedarf der Werkstätten, 5. die elektrische Lichtanlage, 6. der Steinbruchbetrieb,

7. der Bahnbetrieb, 8. der Betrieb der Hebetürme usw.

Beim Bau der Hermetalsperre wurde die Wasserkraft der Henne für Baubetriebszwecke benutzt, außerdem war eine kleine Dampfaushilfsanlage vorhanden. In beschränktem Maße wurde von der Wasserkraft auch beim Bau der Ennepetalsperre Gebrauch gemacht, ebenso an der Talsperre von Mauer in Schlesien, sowie bei der Edertalsperre. In Mauer konnten an einer oberhalb gelegenen

Mühle im Bober 4—600 PS. gewonnen werden;

dort geschah die Übertragung und Verteilung der

von

Kraft auf dem Bauplatz elektrisch. Dem ausführenden Unternehmer wurde die Kraft frei zur Verfügung gestellt.

Uber die Verwertung einer Turbinenanlage mit Seilübertragung der Kraft bei dem Bau des Laucherseeweihers in den Vogesen siehe Zeitschrift für Bauwesen 1902, S. 22.

Für den Bau der Talsperre des Elektrizitätswerkes Kubel (Schweiz) konnte eine Wasserkraft von 30—35 PS. erschlossen werden. Es wurde damit betrieben (1900): ein Bremsberg zum Aufziehen des Sandes bei 80 m Hubhöhe, ein Steinbrecher, eine Kugelmühle, zwei Sand- und Kieswaschmaschinen, eine Mörtelmaschine, 12 Laufkatzen auf dem Gerüst für die Förderung der Bausteine. Näheres siehe Schweizerische Bauzeitung²).

Bau der Ennepetalsperre. Es waren eingerichtet: 1. Eine Dampfanlage, in der elektrische Energie erzeugt wurde, 2. Eine Wasserkraftanlage und 3. verschiedene Einzelkraftstellen. Die Maschinenstärke betrug insgesamt etwa 114 PS.

Bei der Solinger Talsperrenanlage waren vorhanden bei normaler Vollbelastung: 1. An der Mörtelanlage eine Lokomobile zum Betriebe der

Mörteltrommeln

12 PS.

2.    Für den Betrieb des Steinbrechers und zum Heben des

16 »

Wassers für die Stein wüsche in den ersten Steinbrüchen und die Mörtelbereitung bei etwa 70 in Hubhöhe eine Lokomobile.........

3.    Für Steinwäsche im zweiten Steinbruch bei 60—70 m Hubhöhe eine Lokomobile.......................

4.    Eine Lokomobile mit Zentrifugalpumpe (Wasserhaltung) . . 10 »

5.    Eine Dampfwinde im Steinbruchbetriebe

54 PS.

Außerdem dazu:

Für den Betrieb der 4 km langen Zufuhrbahn Steinförderbahn..............

4 Lokom.

um

Beim Bau der Urfttalsperre war anfänglich zentralisierter Betrieb vorhanden. Die Zentralstation lag rund 500 m oberhalb der Baustelle und hatte eine Leistung von 130 PS.; hier erfolgte die Erzeugung der elektrischen Energie und die Einzelverteilung. Es traten einige Stockungen des Betriebes ein, so daß zeitweise der Baubetrieb mehrere Tage still gelegt war. Man ging daher grundsätzlich von diesem System ab. Es wurden späterhin z. B. die oben erwähnten Hebetürme (s. S. 441) durch Einzelmaschinen betrieben. Mit der hier aufgestellten Lokomobile waren Dynamos verbunden, als Aushilfe für die Zentralanlage zu dienen. Es scheint also das Fehlen einer ausreichenden Reserve Schuld daran getragen zu haben, daß sich der zentralisierte Maschinenbetrieb anfänglich nicht bewährte.

Auf der Baustelle der Marklissaertalsperre war der maschinelle Betrieb sehr wenig ausgebildet. Das Kalklöschen erfolgte von Hand, ebenso die Herstellung der Betonsteine. Für den Transport der Bausteine war teils Pferde-, teils Lokomotivbetrieb eingerichtet. Für einen Teil des Arbeitsbetriebes fand Zentralisierung statt, z. B. für die Stollenbetonierung und Auspanzerung der Schächte. Es war hierfür eine Lokomobile von 20 PS. mit Dynamos für elektrischen Aufzug und die elektrische Beleuchtung bei den Stollenarbeiten aufgestellt. Im ganzen betrug die Maschinenleistung etwa in den einzelnen Lokomobilen für den Mauerbetrieb 140 PS., für die Stollenpanzerung 20 PS., zusammen 160 PS.

Auf der Baustelle der Crotontalsperre waren im Jahre 1904 Kessel für 700 PS. im Betriebe. Diese Kraftleistung fand vornehmlich in dem Kran- und Seilbahnbetrieb Verwendung. Ferner waren in Gebrauch 11 Lokomotiven, 200 Stück Förderwagen aller Art, 3 Seilbahnen von rund 500 m Spannweite, 40 Krane, 1 Dampftrockenbagger und die sonstige Kleinausrüstung.

Beim Bau der Katarakt-Sperre in Australien wurde ein Teil der Maschinen von einer elektrischen Zentralstation, der Rest von Einzeldampfmaschinen angetrieben. Elektrisch ausgerüstet waren die beiden Seilbahnen für die Baustofförderung, 6 Krane auf dem Bauplatz von je 6 t Tragfähigkeit und die 4 Betonmaschinen. Das Kraftwerk umfaßte 3 Generatoren von je 65 Kilowatt Leistung. Mit Dampf wurden 6 Krane in den Steinbrüchen, die Steinbrecher, die Maschinen zur Erzeugung der Druckluft für die Bohrmaschinen und die Pumpen versorgt. Die Erfahrung erwies, daß es wirtschaftlicher

gewesen wäre, die gesamten Maschinen elektrisch von einer Zentralstation zn bedienen, vorausgesetzt, daß diese mit einer ausreichenden Zahl von Einheiten ausgestattet ist. Näheres Minutes of Procee-dings of the Institution of Civil Engineers. London. Bd. 178, Sess. 1908/09, Teil IY.

§ 50. Die Bauarbeiterverhältnisse und Wohlfahrtseinrichtungen auf der Baustelle. Sich die Arbeiter für die Bauzeit des kommenden Sommers zu sichern, muß im frühen Frühjahr die Sorge des ausfuhrenden Ingenieurs bei einem Talsperrenbau sein. Die Arbeiter ziehen vielfach in Gruppen und haben den Wunsch, im Frühjahre eine Baustelle zu finden, die ihnen für den ganzen Sommer Verdienst verspricht. Besonders ist dies hinsichtlich der Maurer zu beachten. Die Bruchsteinmauerungen werden bei uns meist durch Italiener ausgeführt. Diese kommen Anfang April in großen Scharen aus ihrer Heimat, dann ist ein reger Arbeitsmarkt, während später, wenn diese Leute Unterkommen gefunden haben, die Anwerbung besonders für die im Gebirge abgelegenen Baustellen schwierig werden kann. Weiterhin empfiehlt es sich, auch Zimmerleute in ausreichender Zahl anzunehmen, vor allem, wenn Betonierungsarbeiten geplant sind, wobei die Einschalung reichliche Holzarbeit verlangt.

Eine eingehende Darstellung der Bauarbeiterverhältnisse, Arbeiterfürsorge und Wohlfahrtseinrichtungen auf der Baustelle einer großen Talsperre gibt des Verfassers gleichbenannter Aufsatz in der Zeitschrift für Architektur und Ingenieurwesen, Jahrg. 1905, Heft 6. Im besonderen ist hier die Unterbringung und Verpflegung der Arbeiter, ferner die Frage der Versorgung der Baustelle mit Trinkwasser u. a. m. behandelt. Weiteres siehe auch die »Grundsätze für das Verfahren bei der Annahme von Arbeitern und die Arbeiterfürsorgeeinrichtung bei der Herstellung und dem Ausbau von Wasserstraßen gemäß Gesetz vom 1. 4. 1905.« (Centralblatt der Bauverwaltung 1907, S. 165.)

Beim Solinger Talsperrenbau hatte der Unternehmer zwei Baracken für eine Aufnahmefähigkeit von zusammen etwa 100 Mann errichtet. An Wohnungsgeld wurde 10 Pfennig für den Kopf erhoben und dafür eine reinliche Unterkunft mit Bettwäsche, Handtuch, Waschvorrichtung und die Bereinigung durch einen Hausmeister geliefert. Die Unternehmung kam dabei auf ihre Selbstkosten und die Baracke war vornehmlich von Italienern gern bewohnt. Die Beköstigung besorgten sich die Leute selbst. Für die Unterbringung der Arbeiter beim Bau der Ennepetalspere waren Baracken für 300 Mann vom Unternehmer aufgestellt; der Betrieb war verpachtet. Es wurden 14 Pfennig für Übernachtung berechnet, dafür erfolgte die Gestellung von Bett mit zugehöriger Wäsche. Die Baracken fanden hier im allgemeinen wenig Beifall bei den Arbeitern.

In anzuerkennender Weise war bei dem Talsperrenbau von Mauer in Schlesien für Unterbringung der Arbeiter Fürsorge getroffen worden. Die Baracken für die Übernachtung waren von der Verwaltung in zweckentsprechender Einrichtung erbaut und an einen Hausmeister abgegeben, der ihren Betrieb in der Hand hatte. Auch die Kantinen gehörten der Verwaltung und waren verpachtet. Der Betrieb der Baracken und der Schankwirtschaft waren voneinander getrennt, wie dies durchaus

nötig erscheint.

Über die Arbeiterfürsorge beim Bau der neuen Talsperren der Stadt Neu-York s. Deutsche

Bauzeitung 1912, S. 800.

§ 51. Umleitung des Wassers um die Baustelle während der Bauzeit.

Die Aushebung der Baugrube für die Talsperre erfordert Maßnahmen für den in der Talsohle fließenden Bach. Das Gewässer kann über die Baugrube hinweg oder seitlich daran vorbeigeleitet werden. Für diese Ableitung des Wassers hat man folgende vier Möglichkeiten, die alle praktische Anwendung gefunden haben.

Für stärkere Abflußmengen würden jedoch die Gerinne solche Abmessungen

1. Die Überführung des Baches über die Baugrube kann in einem Holzgerinne erfolgen, wie es meist geschieht bei kleinen Anlagen bis etwa 100 qkm Größe des Niederschlagsgebietes, wo sich die größten Hochwassermengen noch in mäßigen Grenzen halten.

erhalten müssen, wenn sie die Fluten in natürlichem Gefälle abführen sollen, daß die Mauerung im Grunde der Talsperre gestört werden würde. Die Gerinne stehen oft auf Stützen, die mit dem Aushub der Baugrube fortlaufend verlängert werden müssen. Bei der späteren Mauerung muß das umgekehrte Verfahren eingeschlagen werden. Das ist ziemlich umständlich und der Fortgang der Mauerarbeiten wird dadurch beeinträchtigt. Man sollte daher, wenn möglich eine freitragende Konstruktion anwenden oder zum mindesten versuchen mit einer Mittelstütze auszukommen. Besondere Sorgfalt ist der Abdichtung des Gerinnes zuzuwenden. Dies kann geschehen durch gespundete Bretter oder mittels gelöteter Blechauskleidung.

2. Umläufe in Stollen der seitlichen Berghänge in Talsohlenhöhe. Es ist dies eine kostspielige aber sichere Art. Die Kostenfrage wird behoben, wrenn die Umläufe als spätere Betriebsanlagen ohnehin notwendig werden. Die Aufnahmefähigkeit wird im allgemeinen so bemessen, daß die Stollen mit dem Druck einiger Aufstauung am Einlaufe einen mäßigen Teil, etwa i/z bis ¹/₄, der größten Hochflut abführen können (s. Tab. 67). Die Aufstauung wird bewirkt durch eine kleine Talsperre, die eigens für diesen Zweck unmittelbar unterhalb der Abzweigung des Umlaufs errichtet wird (Urfttalsperre, Mark-lissa und Mauer in Schlesien), und deren Kronenlage von der notwendigen Stauhöhe abhängig ist. Für größere Hochfluten muß man dann das Wagnis einer etwaigen Überflutung der Baugrube in den Kauf nehmen. Für die Ermittlung des Abführungs-Vermögens gelten die oben (S. 414 u. f.) mitgeteilten Berechnungsweisen, wobei o = 2 zu setzen ist.

Tab. 67. Leistungsfähigkeit der Hochwasserentlastungen während der Bauzeit.

Talsperre

Niederschl.

Gebiet

Größte Abfluß-menge

qkm

cbm/sek.

Leistungsfähigkeit der Hochwasserentlastung während der Bauzeit

cbm/sek.

Art der Entlastung

Marklissa

306

780

300

Mauer

1210

1300

300

2 Umlaufstollen je 7.0 m 1. W. u. 40 qm Querschnitt

1 Umlaufstollen von 51,3 qm Querschnitt

Solingen

(große Talsperre)

11,8

12

(während d. Bauzeit 3 cbm/sek.)

Ein Holzgerinne von 1,0/1,4 qm Querschnitt genügte

s. Abb. 294 u. 295

Wupperwehr

Solingen

500

500

40 (Holzgerinne)

Mohne

416

292

294

Es fand zweimalige Überflutung der Baugrube während der Bauausführung statt, sehr reichlich s. Abb. 284

Ein solches Wehr hat während der Bauzeit große Anforderungen zu erfüllen, und seinem Bestände hängt bei dem mehrjährigen Bau der gesicherte Fortgang der

von

müssen.

Arbeiten an der großen Talsperre ab. Seine Standfestigkeit wird auch bei Uberströmungen, mit denen meist gerechnet werden muß, nach Möglichkeit gewahrt sein Es ist also damit ein Überlauf zu verbinden, und die Krone und untere Seite des Dammes wird gegen Überströmen und Auskolkungen gut gesichert werden müssen,

im besonderen muß dies am Überlauf geschehen. Man wird ferner beachten müssen, daß ein Unterwassersetzen des Geländes oberhalb des Wehres soweit der Stauspiegel dieses kleinen Beckens bei Vollfüllung reicht, während der Bauzeit jederzeit eintreten kann. Die dauernde Erhaltung dieses kleinen Stauwerkes nach Fertigstellung der großen Sperrmauer ist zu empfehlen, um im späteren Betriebe die Haupttalsperre für Ausbesserungsarbeiten trocken legen zu können. Die konstruktiven Anordnungen dieser Dämme richten sich nach den allgemeinen Grundsätzen für solche kleineren Talsperren (s. § 34). Es sind zur Ausführung gelangt reine Erddärnme, Betonmauern (Marklissa), Staudämme mit Betonkern u. a. m.

Es ist nicht zu verkennen, daß die erste Abdämmung in einem Flusse, besonders in einem Gebirgsflusse mit schnell eintretendem Hochwasser mit einer gewissen Gefahr verbunden ist. Einer solchen Gefahr wird die Herstellung jeder wie immer beschaffenen Abdämmung während der Bauausführung ausgesetzt sein.

An der Urfttalsperre erfolgte die Umleituug des Wassers durch einen Stollen (Abb. 241 auf S. 388) und als Stauwerk diente ein Erddamm. Dieser Damm wurde zunächst zerstört. Dies wurde dadurch verursacht, daß der ziemlich frische Damm bei dem ersten durch Hochwasser bewirkten außergewöhnlichen Steigen des Wassers überströmt bzw. durchbrochen wurde. Nach gründlicher Wiederherstellung des Dammes und eines Überlaufs neben demselben hat der Damm jahrelang seinen Zweck erfüllt. Bei der Talsperre Mauer war ein bogenförmiger Staudamm mit Betonkern unterhalb der Abzweigung des Umlaufs (51,3 qm Abflußquerschnitt) angeordnet (s. Abb. 259 auf S. 408). Der Betonkern stand nicht auf Fels. Der kiesige Untergrund war durch Spundwände abgedichtet. Auf die Gewölbewirkung des Betonkerns konnte im vorliegenden Falle nicht gerechnet werden, weil der Bogen am linken Hange ins Erdreich eingriff, das nicht geeignet erschien, Beanspruchungen aufzunehmen, wie sie dem Beton des Kerns wohl zugemutet werden können. Bei dem Bau des Umleitungswehres wurde man vor dessen Fertigstellung durch Hochwasser überrascht. Der Betonkern war ohne Anschüttung fertig und der Bruch wurde dadurch veranlaßt, daß das Wehr bzw. der Betonkern überströmt wurde. Ein nochmaliger Unfall trat ein als durch Absturz von Gestein und Mauerwerk aus dem in Arbeit befindlichen Abfallschacht der Stollenumlauf verstopft wurde. Das Wasser staute sich oberhalb und trat schließlich über das Stauwehr, die Baugrube abermals überschwemmend³)- Es dürfen daraus aber nicht allgemein ungünstige Folgerungen für diese Art der Umleitung gezogen werden, die im ganzen als durchaus zweckmäßig erscheint. Yergl. auch die Darlegungen im Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 610.

Möhne-Talsperre. Die größte Hochwassermenge der Möhne und Heve, die an der Absperrstelle zusammenfließen, ist bei 416 qkm Niederschlagsgebiet 292 cbm/sek. Die Umleitung des Wassers geschah zum Teil durch den im linken Berghange liegenden Stollen, zum andern Teil durch 2 Überläufe, die in dem oberhalb der Baustelle errichteten Hochwasserschutzdamm vorgesehen waren (Abb. 284). Diese Überfälle fluteten bei höheren Wasserständen über. Das Wasser gelangte nach der Überleitung über die Baugrube wieder in die alten Bachbetten zurück. Die beiden Gerinne über der Baugrube waren als schmiedeeiserne Balkenträger mit 5 Zwischenstützen und so stark ausgebildet, daß sie die Hochwassermenge je 113 cbm/sek zu tragen vermochten. Die Eisenkonstruktion war mit gehobelten Bohlen verkleidet, die mit eisernen Federn gespundet waren. Die Rinnen hatten ein Gefälle von 1 : 45. Über die Leistungsfähigkeit vgl. die Angaben in der Abbildung.

3. Ableitung des Wassers mittels eines Hangkanals, der von dem Backbett etwas über Höhe der Mauerkrone abzweigt und unterhalb der Baustelle wieder in den alten Lauf mündet. Diese Art ist in Amerika mehrfach angewendet worden (Croton-talsperre).

4. Stückweise Ausführung der Mauer kommt vornehmlich bei breiten Tälern in Betracht. Der Fluß wird zunächst in dem natürlichen Gelände bzw. im alten Lauf auf der einen Talhälfte abgeleitet und die eine Hälfte der Mauer hockgefiihrt, dann fließt das Wasser durch Öffnungen in der fertigen Sperrmauer ab und der andere Mauer-

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Mohne

Überfall

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Höchste Hoch flut

Mohne 216 ćbmJsek.

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Zus. 292 cbm/sek.

Es fließen ab während der Bauzeit

68 cbm/sek.

Umlaufstollen

Überfall in (l. Mohne 113

§:

Zus. 294 cbm/sek..

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Überfall Abfluß

113 cbm/seh.

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Abb. 284. Umleitung des Wassers beim Bau der Möhnetalsperre.

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4 Aufl.

29

teil wird hergestellt. Es ist nicht zu verkennen, das sich hieraus eine zum Teil erschwerte Bauausführung, ein in sich weniger gut zusammenhängendes Mauerwerk mit einer mehr oder minder gut abgedichteten und festen lotrechten Mauerfuge ergibt, aber immerhin kann diese Ausführungsweise, wie die Erfahrung zeigt, eine hinreichende Güte der Anlage gewähren und sie dürfte in den Kosten geriuger ausfallen als die Herstellung der sehr kostspieligen Umläufe in den Felshängen. Diese Bauweise kann daher sehr wohl überall dort in Frage kommen, wo die Geländeverhältnisse dies gestatten. Sie ist unter andern angewandt bei dem Bau des Staudammes bei Assuan (Ägypten), bei der Talsperre von Avignonet, bei dem Wehr von Molet im Primerofluß (Argentinien) Abb. 285, dem Wasserkraftwerk zu Spiers Fall (Amerika)⁴) und anderen amerikanischen Anlagen⁵).

AM

Abb. 285. Bau der Staumauer von Molet in 2 Teilen. Die Mauerhöhe über der Gründungssohle beträgt 14 m, die größte Mauerstärke 9 m.

Aus Australien wird die Überströmung eines Dammes während der Bauausführung berichtet. Es geschah dies an der Katarakttalsperre, die der Wasserversorgung der Stadt Sydney dient (Abb. 209 bis 211 auf S. 357). Diese Mauer hat eine Gesamthöhe von 45 m und wurde iiberströmt, als das Mauerwerk bis 22 m über Talsohle hochgeführt war. Man hatte mit dieser Möglichkeit gerechnet und während der Ausführung die beiden Seitenstücke der geraden Mauer um einige Meter voran gebaut, sodaß hier eine Lücke von 20 m Länge entstand. Der luftseitige Kücken der Sperrmauer war mit Rücksicht auf die Möglichkeit einer Überströmung besonders sorgfältig ausgebaut. Das Erwartete trat nach einer Trockenheit von 15 Monaten, Ende August 1906, ein, als heftige Regengüsse niedergingen. Die Wasserstrahldicke betrug fast 5 m. Es entstand aber kein Schaden. Die Mauer ist errichtet aus großen, schweren mittels Kran versetzten Sandsteinblöcken in Zementmörtel, und diesem Umstande ist es wohl zuzuschreiben, daß nur zwei Blöcke in der Mauerkrone fortgespült wurden⁶).

Die Überströmung der Staumauer des Kraftwerkes zu Spiers Fall am Hudsonfluß während der Bauausführung zeigt die Abb. 286. Die Mauer hat eine Länge von 540 m bei 24 m Stauhöhe.

Die Wasserhaltung in der Baugrube ist bei den Talsperren in gutem Fels-grunde gering. Es tritt nur wenig Grundwasser auf. Meist wird hierfür zur Bewältigung anfänglich eine Lokomobile mit Zentrifugalpumpe genügen, die späterhin in der Regel durch eine Handpumpe ersetzt werden kann.

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Abb. 286. Überströmung der Staumauer zu Spiers Fall am Hudson (Amerika) während der Bauausführung.

§ 52. Der Arbeitsplan für die Bauausführung. Bei Beginn der Bauarbeiten empfiehlt es sich, einen Arbeitsplan aufzustellen, aus dem die Verteilung der Arbeiten auf die verschiedenen Baujahre und die einzelnen Monate jeder Bauperiode, sowie die Zahl der notwendigen Arbeiter und die Art und Menge der erforderlichen Baumaterialien ersichtlich sind. Am klarsten geschieht dies in graphischer Darstellung. An der Hand dieses Planes kann man dann späterhin den Arbeitsbetrieb einrichten bzw. den tatsächlichen Fortgang der Bauarbeiten verfolgen. Für den bauleitenden Ingenieur werden folgende Angaben bedeutsam sein, wenn er die allgemeinen Maßnahmen auf der Baustelle und die sonstigen grundlegenden Anordnungen für den Bau treffen will. Es wird bemerkt, daß dabei von einem der Praxis entnommenen Beispiel ausgegangen ist.

an

Ermittlungen für die Einrichtung einer größeren Talsperrenbaustelle. (Bedarf Mörtelmaterial, Kalkgruben, Arbeitsleistungen in den Steinbrüchen und auf der Baustelle u. a. m.) Den Aufrechnungen liegt der Bau einer Sperrmauer von 65000 cbm Mauerinhalt zugrunde.

Die Größe der Mörtelanlage und der Kalkgruben. Für die Leistung von 65000 cbm Mauerwerk sind zwei Bauperioden in Aussicht zu nehmen, und zwar für jedes Jahr die Bauzeit vom 1. April bis 31. Oktober, d. h. rund 160 Arbeitstage, abzüglich der Regentage und Sonntage. In zwei Sommern stehen also 320 Arbeitstage zur Verfügung. Im Durchschnitt beträgt somit die tägliche 65000

= rund 200 cbm. Mit Rücksicht auf die anfänglich bei Inbetriebsetzung des Baues

320

Leistung

geringeren Leistungen, spätere Stockungen im Baubetriebe, gelegentlich fehlende Materialzufuhr, unzureichenden Steinbruchbetrieb, schwankende Maurer- und Arbeiterzahl usw., wird man mit einer zeitweise erhöhten Leistung bis 50 v. H. — also 300 cbm — täglich rechnen müssen, und es wird gut sein, hierfür die mechanischen Baubetriebseinrichtungen zu treffen, um die Möglichkeit einer gesteigerten Arbeitstätigkeit zn haben.

29*

Mörtelverbrauch und Mörtelmaschinen. Der Mörtelverbrauch beträgt rund 38 v. H. Mit Rücksicht auf Verluste beim Transport und Abladen des Mörtels wird man auf 40 v. H. rechnen müssen. (Solingen 40,8 v. H.). Demnach braucht man für 300 cbm Mauerwerk täglich 300 • 0,4 = 120 cbm Mörtel. Wieviel Mörtelmaschinen sind für die Herstellung dieser Mörtelmenge erforderlich? Für eine mittlere Mörtelmaschine kann man annehmen, daß sie 50 Mischungen, jede Mischung zu 2501 Kalk (1) -f- 375 1 (D/2) Traßmehl + 4401 (13/₄) Sand gerechnet, leistet. Diese Maße sind bei den bisherigen Talsperrenausführungen üblich gewesen. Diese Einzelmengen ergeben 0,8 cbm feuchten, fertigen Mörtel. Für 120 cbm

Mörtel sind also

120

150

= 150 Mischungen herzustellen. Man braucht also = 3 Mörtelmaschinen dieser

Größe. Die Praxis erweist aber, daß man — zumal solche Mörtelanlagen, dem Bauzweck entsprechend, meist etwas leicht gebaut sind — mit Betriebsstörungen rechnen muß. Es ist also notwendig, eine vierte Maschine als Reserve, im ganzen demnach vier Mörtelmaschinen aufzustellen. Denn von der Mörtelanlage hängt der ganze Maurerungsbetrieb ab. Für drei solcher Mörtelmaschinen genügt eine Lokomobile von 12—14 PS.-Stärke.

0,8

San dbedarf für 300 cbm Mauerwerk. Für 300 cbm Mauerwerk sind 120 cbm Mörtel erforderlich; hierbei entfallen auf je 0,8 cbm Mörtel 440 1 Sand; also auf 120 cbm Mörtel kommen 0,440 ^8“

ss rund 15000 cbm Sand. Es wird sich empfehlen, einen Vorrat für mindestens vier Wochen ständig auf Lager zu halten, d. i. rund 66 • 30 = rund 2000 cbm.

Tr aß verbrauch für je 300 cbm Mauerwerk. Auf je 0,8 cbm Mörtel kommen 3751 Traß, 0 375 • 120

also auf 120 cbm Mörtel —.

• 120 = 66 cbm Sand. Für 65000 cbm Mauerwerk sind also im ganzen erforderlich

65000 - 66

300

0,8

56,3 cbm Traß. Für 65000 cbm Mauer werk sind somit

12130-1000

65000

300

• 56,3

= rund 12130 cbm erforderlich, 1 Sack Traß enthält 501; also sind im ganzen

50

= 242600 Sack

Traß erforderlich. Es wird sich empfehlen, einen Vorrat von mindestens einer Woche auf Lager zu halten. Es bedarf dieser Zahlen für den Abschluß der Lieferungsverträge.

Kalkbedarf für 300 cbm tägliche Maurerleistung. Für 300 cbm Mauerwerk werden 120 cbm Mörtel gebraucht. Auf je 0,8 cbm Mörtel kommen 250 1 Kalkbrei, also auf 120 cbm Mörtel 0,250 0,8

Der Kalk muß in den Gruben abgelöscht, vor der Mörtelbereitung 28 Tage gelagert haben, demnach erforderlicher Grubenraum 37,5 • 28 = 1050 cbm. Jede Grube mag etwa 50 cbm groß sein (6: 6 :1,6) ; dann würden 21 Gruben erforderlich sein. Nutzbare Tiefe etwa 1,60 m. Für Betriebsstörungen in der Zufuhr usw. wird man zweckmäßig 25 v. H. Zuschlag machen und demnach rund 1300 cbm Grubenraum schaffen.

• 120 = 37,5 cbm Kalk. Für 65000 cbm Mauerwerk:

65000

300

. 37,5 = 8125 cbm Kalk.

Gesamtbedarf an Steinen für 65000 cbm Mauerwerk: 65000 • 1,25 = rund 82000 cbm. Wenn man rechnet, daß aus den Brüchen der Abraum und der brauchbare Stein im Verhältnis 1:1 gewonnen wird, so würde der aufzuschließende Steinbruch einen Rauminhalt von 82000 • 2 = 160000 bis 200000 cbm haben müssen. (Für oberschlägliche Ermittlungen.)

Arbeiterbedarf in den Steinbrüchen, um Steine für 300 cbm Mauerwerk zu gewinnen. Steinbedarf 300 • 1,25 = 375 cbm. Für je 1 cbm sind 0,8 bis 0,9 Arbeitertagewerk, für Steinebrechen, Reinigen und Förderung auf den Transportwagen, und mit Zuschlag für Kranke (5 v. H.) 375-0,85 rund 320 Arbeiter erforderlich. Als Begleitmannschaft für den Transport sind nur einige wenige Leute erforderlich.

Bedarf an Arbeitern bei der Mauerung für eine tägliche Leistung von 300 cbm Mauerwerk. Maurer. Als durchschnittliche Leistung eines Maurers ergab sich in der zweijährigen Solinger Bauzeit 2.1 cbm, in max. 2,6 cbm. Das Ergebnis stimmt mit den Erfahrungen an andern Talsperren-

3i «1

= 143. Mit Rücksicht auf Kranke

baustellen überein. Die erforderliche Maurerzahl ist demnach wird man 150 in Aussicht nehmen.

Handlanger bei der rheinisch-westfälischen Bauweise für den Stein- und Mörteltransport auf der Mauer und sonstige Nebenarbeiten. Nach den Erfahrungen in Solingen kommt 0,22 Handlangertagewerk auf 1 cbm Mauerwerk, also bei 300 cbm Tagesleistung

300 - 0,22 = 66 oder rund 70 Handlanger.

usw.

2.1

Reparaturwerkstätte. Man kann annehmen: 1 Meister und Materialienverwalter und B—4 Schlosser. Ferner 1 Monteur für die elektrischen Anlagen, die Beleuchtung usw., 1 Schießmeister und Sprengstoffverwalter.

Auch wird eine Anzahl Zimmerleute für die Rüstungen gebraucht; jedoch ist eine bestimmte Zahl hier schwer anzugeben.

Außerdem ist an Personal vorzusehen: im Bureau der Unternehmung:

1—2 Ingenieure, und zwar

1 Ing. für die Materialbeschaffung, »    » Außenleitung,

1 Buchhalter,

1—2 Schreiber (Kranken-, Invalidenversicherung), 1 Bote;

im Außendienst:

1 Techniker (Absteckungsarbeiten),

(Zufuhr der Materialien),

(Maßnahmen auf der Baustelle).

Für die Verwaltung des Bauherrn (bei Unternehmerbau):

1 Bauleitender,

Ingenieure, Techniker und Schreiber nach Bedarf,

1 Bote,

1—2 Aufseher für den Steinbruch,

» die Mauerung,

»    » Mörtelbereitung.

Jedoch richtet sich dieser Bedarf im allgemeinen nach der Lage des Einzelfalles, und ist im besonderen auch davon abhängig, inwieweit die Entwurfsbearbeitung erst in der Bauausführung erfolgt oder ob ein fertig abgeschlossenes Projekt vorliegt. Bei Ausführung in Eigenbetrieb müssen für einen verläßlichen und schnellen Arbeitsvorgang entsprechend mehr Kräfte eingestellt werden.

§ 53. Die Baustoffe, ihre Gewinnung und Prüfung. Die Mörtel- und Mauertechnik hat sich bei dem heutigen Massenbedarf an Bindemitteln und andern Baustoffen im besondern auch bei den Ingenieurbauten zu einem umfangreichen Sondergebiet ausgebildet. Es erfordert ein eingehendes Studium, um die chemische und physikalische Beschaffenheit der Baustoffe einerseits, ihr chemisches Einwirken aufeinander im Mörtel und Mauerwerk bei der Abbindung, ferner die zweckmäßigsten Mörtelmischungen unter Berücksichtigung der Kostenfrage zu erforschen. Die Studien und Beobachtungen sind hier noch keineswegs abgeschlossen. Je mehr man forscht, um so mehr Fragen tauchen auf in diesem vielseitigen Gebiet, das sich förmlich zu einer besonderen Wissenschaft herausgebildet hat. Es soll hier nur auf das wesentlichste eingegangen werden, soweit der Gegenstand mit dem Talsperrenbau zusammenhängt. Für die Beurteilung der Beschaffenheit der Baustoffe des Talsperrenmauerwerkes sei auf die Bestimmungen unter C der in § 16 mitgeteilten »Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken« Bezug genommen. Es sind dort die grundlegenden Forderungen an die Güte kurz zusammengestellt. Im übrigen werden auch die folgenden Angaben bei der Wahl der Baustoffe von Interesse sein und dem Ingenieur auf der Baustelle für praktische Handhabung einigen Anhalt bieten.

Die Ziegelsteine für Talsperrenbauten, die vornehmlich bei den Abmauerungen der Stollen und Rohrleitungen Verwendung finden, werden neben sonstigen guten Eigenschaften hinsichtlich der Festigkeit und Witterungsbeständigkeit vor allem auch ein möglichst geringes Wasseraufnahmevermögen aufweisen müssen.

Die Prüfung der Wasseraufnahme der Ziegelsteine für die Solinger Talsperre geschah in der Weise, daß ihr Gewicht trocken und nach Lagerung im Wasser bestimmt wurde. Das Wasseraufnahmevermögen , bezogen auf das nach Abdampfen im Trockenschrank vorhandene Gewicht, ist in folgender Tabelle zusammengestellt.

Bezugsart

Sorte

Sorte

Sorte

II

III

120

120

78

Dauer der Lagerung der Ziegelsteine im Wasser (Stunden) 78 Wasseraufnahme v. H. des Trockengewichtes

Die Sorte II wurde für die Abmauerung der Rohrstollen gewählt. Die Druckfestigkeit der Ziegelsteine sollte mindestens 250 kg/qcm betragen¹).

Für die Güte des Eisens sollten die Normalbedingungen für die Lieferung von Eisenkonstruktionen für Brücken- und Hochbau gelten, die hierüber alles bemerkenswerte enthalten.

Die Bausteine. Um zu erkennen, ob die zu verwendenden Steine gesund, fest, schwer, dicht und wetterbeständig sind und sich für das Talsperrenmauerwerk eignen, bedarf es einer eingehenden Untersuchung. Diese Prüfung hat zu erfolgen auf: 1. Festigkeit, 2. Dichtigkeit, 3. Wasseraufnahmevermögen, 4. Frostbeständigkeit, 5. Wetterbeständigkeit. Die Prüfungen zu 1—4 erfolgen am besten in einer anerkannten (staatlichen) Versuchsanstalt, da die Baustellen selten mit den dazu erforderlichen Einrichtungen ausgerüstet sein werden. Für die Festigkeit der natürlichen Bausteine können in letzter Linie nur Einzelversuche des wirklich im Bau zu verwendenden Steines maßgebend sein. Allgemein wird daraus der Ingenieur seine Schlußfolgerungen ziehen können. Einige Einzelheiten sind aus den nachstehend mitgeteilten Prüfungsergebnissen ersichtlich-Doch darf man nicht übersehen, daß bei der Beurteilung der kritische Blick und die Sachkunde eines erfahrenen Ingenieurs oft wertvoller sind, als alle solche aus Schnellversuchen hergeleiteten Anschauungen, wobei im übrigen der Wert der Laboratoriumsversuche nicht verkannt werden soll. Entscheidend kann überdies nur die Bewährung eines Materials im Bauwerk selbst sein.

Bei der Wölfelsgrund-Talsperre in Schlesien war auf Grund von Laboratoriumsversuchen ein graues, sandsteinartiges Gestein, das im frischen Zustande eine sehr gute Beschaffenheit zeigte, für die Verwendung im Bau als geeignet bezeichnet. Die Versuche in der Prüfungsanstalt waren in üblicher Weise auf Frostbeständigkeit geprüft worden. Einige Probesteine jedoch, die ein Jahr lang im Freien gelegen und überwintert hatten, waren vollkommen grusartig zerfallen. Die vom Verfasser an Ort und Stelle besichtigten Steine, die diesen Prozeß durchgemacht hatten, zeigten die Erscheinung des Auseinandergehens und Aufplatzens nach der Art, wie Kalksteine im Augenblick des Ablöschens zerfallen. Der Stein wurde daraufhin von der Verwendung im Bau ausgeschlossen.

Dieses Vorkommnis erweist, daß die künstlichen Wetterbeständigkeitsproben durch wiederholtes Gefrierenlassen in trockenem und nassem Zustande u. a. m. nicht in allen Fällen die natürliche Verwitterung ausreichend nachahmen können und daß ihre Ergebnisse für die Beurteilung der Bauwürdigkeit eines Gesteins nicht immer genügende Unterlage bieten. In Wirklichkeit treten noch andere Einflüsse auf, z B. Sonnenschein und atmosphärische Wirkungen, die sich in einem so kurzen Versuch nicht zur Geltung bringen lassen.

Für die Prüfung der Wetterbeständigkeit der natürlichen Bausteine empfiehlt es sich daher, die Steine längere Zeit hindurch dem Einflüsse der Witterung auszusetzen. Dies kann geschehen durch Lagern im Freien auf der Baustelle. Die Lagerung sollte, wenn möglich, mindestens ein Jahr dauern, so daß damit eine Überwinterung verbunden

l) Über Prüfung der Mauersteine s. Zentralbl. d. Bauverw. 1907, S. 230.

18,4

18,5

78

5,1

120

7,3

6,6

9,1

ist. Die Steine müssen vor dem Eintritt des Frostes die Bruchfeuchtigkeit verloren haben. Der Einfluß von Sonnenschein und Nässe tritt bei Steinen, die dem zugänglich sind, sehr bald zutage.

Einige Beispiele mögen hier Platz finden.

Untersuchung der Steine für den Talsperrenbau im Sengbachtale (Solingen). Die in dem Bruchsteinmauerwerk der Bauausführungen zur Verwendung gelangenden Steine wurden in Stein-brüchen des Sengbachtales gewonnen. Das Gebirge gehört der Mitteldevonformation an und besteht aus Tonschiefer (Lenneschiefer) und aus kristallinischem Schiefer, Grauwacke genannt. Das Gefüge dieser Steine ist feinkörnig bis dicht, der Bruch unregelmäßig, scharfkantig und zum Teil splittrig, die Farbe dunkelgrau bis grünlichgrau mit vereinzelten rostfarbigen Spaltungsflächen.

Nach den Feststellungen der Kgl. mechanisch-technischen Versuchsanstalt damals in Berlin-Charlottenburg war:

t. Das spezifische Gewicht, am Pulver bestimmt, s = 2,752 bis 2,765.

2.    Das Raumgewicht r = 2,716 bis 2,718.

3.    Der Dichtigkeitsgrad

= 0,983 bis 0,987.

P =

Die Bruchsteinproben hatten ihre Frostbeständigkeit in 25maligem Wechsel von Gefrieren bei — 12° C und Auftauen in Wasser von Zimmerwärme bestanden und sich unversehrt gezeigt.

Die Ermittlung der Druckfestigkeit bei der Zerstörung, ausgeführt an Würfeln von 16,1 qcm Fläche, ergab an verschiedenen Probestücken:

1.    In wasserhaltendem Zustande geprüft 1210 und 1461 kg/qcm.

2.    Nach dem Gefrieren der wassersatten Proben im wassersatten Zustande geprüft 1058 und

1485 kg/qcm.

3.    Im trockenen Zustande geprüft 1245, 1361 und 1717 kg/qcm.

Die Zahlen sind das Mittel aus je zehn Proben.

Das mittlere Einheitsgewicht konnte hiernach zu 2,75 und die mittlere Druckfestigkeit zu etwa 1500 kg/qcm angenommen werden. Das Wasseraufnahmevermögen dieser Steine — eine Eigenschaft, die für den Zweck einer Talsperre von besonderer Bedeutung ist — ist sehr gering und beträgt bis zu 0,5 v. H. als Höchstmaß. Das große spezifische Gewicht macht die Steine des sog. Lenneschiefers für das Talsperrenmauerwerk besonders geeignet.

Prüfung von Bruchsteinen für die Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 1899. Das Probematerial, bestand aus 49 unregelmäßig behauenen Bruchsteinblöcken. Die für die Versuche auf Abnutzbarkeit, Wasserdurchlässigkeit und Druckfestigkeit erforderlichen Probestücke wurden aus den Blöcken mit der Steinsäge herausgeschnitten.

Abnutzbarkeit. Probematerial: Zwei aus Bruchsteinblöcken herausgeschnittene Probestücke mit 50 qcm quadratischer Schleiffläche und einige Abfallstücke. Beschaffenheit der Bruchfläche:

1.    Gefüge: feinkörnig bis dicht.

2.    Bruch: flachmuschelig bis splittrig, scharfkantig.

3.    Farbe: dunkelgrau.

Die Probestücke wurden bei 100° C getrocknet und auf einer Bauschingerschen Schleifmaschine bei 30 kg Belastung (ausschl. Eigengew.) bei einer geschliffenen Fläche von 50 qcm, also bei einem Druck von 0,6 kg/qcm, bei 608 m gesamtem Schleifwege (440 Umdrehungen bei 22 cm mittlerem Halbmesser der schleifenden Fläche) und bei nahezu 0,69 m/sek. Geschwindigkeit (30 Umdrehungen in der Minute) unter Anwendung von je 20 gr Naxosschmirgel Nr. 3 auf je 22 Scheibenumgänge geschliffen. Vor der Schmirgelaufgabe wurde jedesmal das abgeschliffene Material samt den Schmirgelresten entfernt.

Gewicht der Proben nach Herstellung einer vollkommenen Schleiffläche:

Probe 1 = 655,5 g. Probe 2 = 701,2 g.

Raumgewicht der Proben im Mittel aus drei Versuchen r — 2,696.

Spezifisches Gewicht s (am Pulver bestimmt) = 2,703.

= 0,997.

Dichtigkeitsgrad d =

CO

fi

Tab. 68.

Ergebnisse der Prüfungen auf Wasseraufnahme und Druckfestigkeit der Steine für die Talsperre der Stadt Nordhausen a. H.

Bezeichnung der Proben: »Grauwacke«.

Probeform und Abmessungen: Würfel¹) mittlere Abmessungen: 4,00-4,00 -3,98 cm gedrückte Fläche = 16,0 qcm.

lm trockenen Zustande parallel zur Lagerrichtung || geprüft

Belastung kg 3)    ^

bei der *-o Zerstörung | ^

bei der Rißbildung

Ge

wicht

eqojj

50 330 g 45360 S 40880 K 31930 H 46350 s? 31430 § 51830 g 29 440 g 34910 ? 31430 39389

2462

Risse

und

Zer

störung

fielen

zu-

sammen

Druckfestigkeit

Im trockenen Zustande geprüft normal zur Lagerrichtung p

Belastung kg³)

Nach dem Gefrieren der wassersatten Proben im wassersatten Zustande geprüft²) normal zur Lagerrichtung p

Im waBsersatten Zustande geprüft p normal zur Lagerrichtung

Wasseraufnahmevermögen

Gewicht

Wasser

aufnahme

nachdem die Proben

Belastungen kg³)

1 bg.

0,168,

bei der Zerstörung

bei der Rißbildung

34910

50330

34910

38890

Risse

und

Zer-

29440 Störung j34410

fielen 135410 44860 sammen 39₈₉₀

37900

38095

zu-

2381

Ge-

wicht

Są

0,168

eqojj £

Belastungen kg³)

Ge-

bei der bei der Rißbildung Zerstörung

wicht

bg

»a⁰-¹«! ź

bei der bei der Rißbildung Zerstörung

berechnet auf 1 kg Probengewicht

125

21    | loO

der

Probe

Są

Stunden unter Wasser gelegen

kg | kg | kg

nach

dem

Trock

nen

nach

dem

Schnei

den

und

Schlei-

Probe

Nr.

fen

bg j bg

nnnmmnmSnS

[244604)] 20980 43870 35910 43370 34910 [184904)] 36900 sammen 40380 31930 36031

Risse

und

Zer

störung

fielen

zu-

2252

0,171

41380

28440

30930

24460

38390

22470

31430

46850

1136904)]

32420

32974

Risse

und

Zer

störung

fielen

zu-

sammen

2061

0,175 0,175    0,175    0,175    0,175 0,000    0,000

0,172 0,172    0,172    0,172    0,172 0,000    0,000

0,168 0,168    0,169    0,169,    0,169 0,001    0,006

0,172 0,172    0,172    0,172    0,172 0,000    0,000

0,168 0,168    0,169    0,169    0,169 0,001    0,006

0,170 0,170    0,170    0,170    0,170 0,000    0,000

0,17o| 0,170    0,170    0,170    0,170 0,000    0,000

0,170 0,170    0,170    0,170    0,170 0,000    0,000

0,172 0,172    0,172    0,172    0,172 0,000    0,000

0,168 0,168    0,168    0,168    0,168 0,000    0,000

0,171 0,171    0,171    0,171    0,171 0,000    0,001

Mittlere Druckfestigkeit B in kg/qcm

Bemerkungen: l) Die Druckflächen der Würfel waren parallel und eben geschliffen.

²)    Zehn mit Wasser gesättigte Würfel wurden 25mal einer Kältewirkung von durchschnittlich —12° C ausgesetzt und in Wasser-von Zimmerwärme wieder aufgetaut.

³)    Die Zahlen sind nur bis ± 2,5 v. H. zuverlässig.

4)    In der Spaltrichtung gedrückt; von der Bildung des Mittelwertes ausgeschlossen.

H <M CO

^ O CO [> CC C5 O

Mittel

Abnutzung.

Probe Nr. ₁₁₀

Gewichtsverlust nach Umdrehungen der Scheibe

220

330

440

Raum

gewicht

Abnutzung in Summa

¹

Vgl. auch die Ausführungen am Schluß von § 62.

²

Bd. XLIII, Nr. 15 u. f.

³

Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1906, S. 19, Tiefbau 1906, S. 320.

⁴

   Zentralbl. d. Bauverwaltung 1907, S. 471, ferner E. Mattem, Die Ausnutzung der Wasserkräfte, 2. Aufl., Leipzig 1908, S. 130.

⁵

   Eng. Reg. 1903.

⁶

³)    Eng. News v. 6. Dezember 1906, S. 581, Engineering v. 1. 2. 1907 und Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers London Vol. cl. XXVIII Sess. 1908/09 Teil IV.

ccm

Gramm

tO h-L

Cd 00 ~CO

V]

*gT co

2,696

Mittel

CO CD 04 [> CD t>

Ergebnisse der Prüfung auf Wasserdurchlässigkeit und Frostbeständigkeit.

Wasserdurchlässigkeit: Fünf kreisrunde Platten von 7,1 cm Durchmesser und durchschnittlich 1,8 cm Dicke wurden drei Tage lang einem Wasserdruck von 2—2 ^ Atmosphären ausgesetzt. Bei dieser Beanspruchung ließen die Proben kein Wasser durch.

Frostbeständigkeit: Zehn mit Wasser gesättigte Würfel wurden 25mal hintereinander abwechselnd je vier Stunden dem Froste von durchschnittlich —12° C ausgesetzt und je drei Stunden in Wasser von Zimmerwärme wieder aufgetaut. Nach dieser Beanspruchung zeigten sich die Proben unversehrt.

Wasseraufnahmevermögen und Druckfestigkeit s. Tab. 68.

Die Beanspruchungen des Mauerwerkes in diesen Talsperren nach der statischen Berechnung s. Tab. 59 auf S. 257.

Über die Versuche mit Bausteinen für den Bau der Gothaer Talsperre s. Mitteilungen aus den Kgl. techn. Versuchsanstalten zu Berlin 1901, 2. Heft.

Versuche auf Festigkeit, Ausdehnung durch Wärme und Feuchtigkeit des Sandsteins für den Bau der Katarakt-Talsperre in Neu-Süd-Wales (Australien) s. »Minutes of Proceedings« des Zivilingenieur-Vereins in London, Bd. CLXXI1I, Ses. 1908/09, Teil IV. Der Sandstein ergab eine Festigkeit von rund 300 kg/qcm, während die größte Druckbeanspruchung im Bauwerk rechnungsmäßig 9,4 kg/qcm beträgt. Der verwandte Mörtel hatte eine Druckfestigkeit von 113 kg/qcm, der Beton eine solche von 130 kg/qcm nach 90 Tagen (s. S. 276).

Vgl. ferner: J. Hirschwald, Die Prüfung der natürlichen Bausteine auf ihre Wetterbeständigkeit. Derselbe, Handbuch der bautechnischen Gesteinsprüfung. Derselbe, Die bautechnisch verwertbaren Gesteinsvorkommnisse des Preußischen Staates und einiger Nachbargebiete.

wenn

sehr innigem Zusammenhänge mit der Bauausführung und wird zu einem Teile der letzteren, so daß die Vereinigung beider Arbeitsplätze in einer Hand zweckmäßig erscheint. Es sind klare und vorsichtige Maßnahmen geboten, um jenen Betrieb in Einklang mit den Vorgängen auf der Baustelle zu bringen. Der Fortgang des Baues wird dabei erfahrungsmäßig meist bedingt durch den Zustand und die Ergiebigkeit

§ 54. Anlage und Betrieb der Steinbrüche. Der große Verbrauch an Steinmaterial in umfangreichen Bauanlagen hat es mitunter vorteilhaft erscheinen lassen, die Gewinnung der natürlichen Bausteine in eigens für diesen Zweck aufgeschlossenen Steinbrüchen zu suchen. In besonderem Maße ist dieses Verlangen hervorgetreten bei den neueren Talsperrenbauten, für die viele tausende, ja hunderttausende Kubikmeter Steine gebrochen werden müssen. Unter solchen Umständen wird die Deckung dieses Bedarfs zu einer den Bau stark beeinflussenden Frage. Der günstigste Fall bietet sich dar, wenn die Steine an der Verbrauchsstelle gefunden werden. Ist dies nicht möglich und muß das Material weiter herbeschafft werden, so bringen die Transportkosten eine schwere Belastung des Baues mit sich und vermindern bei einem auf Verzinsung berechneten Werke die Nutz Wirkung wesentlich, wenn nicht überhaupt die Anlage dadurch unwirtschaftlich und unausführbar wird. Die Anlage und der Betrieb der Steinbrüche, die Bausteine an Ort und Stelle aus eignen Brüchen entnommen werden, steht in

der Steinbrüche. Liefern die Brüche brauchbares Material in hinreichender Menge, so nehmen die Mauerarbeiten günstigen Verlauf; stockt die Steingewinnung, so stockt auch der Baubetrieb.

bis ²/₃ des Berges

t/

Bevor man den zur Verwendung im Bau geeigneten Stein aufgeschlossen hat, ist in der Regel viel Abraum der überlagernden Geröllschicht bei Seite zu schaffen. Das ist kostspielig. Viel Arbeit und Zeit ist hier leicht verschwendet, wenn sich später erweist, daß die Anlage verfehlt ist. Vor raschem Aufgeben des Bruches und neuem Beginnen an anderer Stelle schreckt man zurück, wenn bereits große Aufwendungen für die Vorbereitung gemacht sind und weil die Ungewißheit besteht, ob sich anderswo besseres Gestein findet. So ist die Inangriffnahme eines Steinbruches mehr oder weniger ein Glücksspiel, besonders in geschichteten Gebirgen, wie in dem Devon des rheinisch-westfälischen Schiefer- und Grauwackengebirges, das neben guten Lagen viel Minderwertiges in oft plötzlichem Wechsel führt. Es kann dort auf Abraum gerechnet werden. Man wird daher bei dem Aufsuchen einer Anbruchstelle gut tun, sich nicht auf einige oberflächliche Schürfungen zu beschränken: man wird vielmehr Probegruben in ausgedehntem Maße an dem für den Steinbruch in Aussicht genommenen Berghange ausheben bzw. aussprengen müssen, und mehr Vorteil als alle Überlegungen wird oft die Zurateziehung von solchen Leuten aus der Umgegend bringen, die mit den örtlichen Gebirgsverhältnissen vertraut sind und Erfahrung und sicheren Blick in der Beurteilung der Eigenart der Gesteinsbänke besitzen. Mögen derartige Vorarbeiten auch — mitunter nicht unwesentliche — Kosten verursachen, so steht doch dieser Aufwand in gar keinem Verhältnis zu dem einzugehenden Wagnis, das sich aus voreiligem Tun ergibt. Ob die Mitwirkung eines Geologen von Fach notwendig ist, sei dahingestellt, da es sich hier weniger um allgemeine Kennttis der Formationen und Gesteine handelt als um praktisches Sachverständnis, das im Einzelfalle oft höher einzuschätzen ist als die Theorie.

Das hierbei

Die naturgemäße Lage der Steinbrüche ist die über der Höhe der Verwendungsstelle bzw. bei einem Talsperrenbau Uber der Mauerkrone, damit das gewonnene Material der Schwerkraft folgend auf die einfachste und billigste Weise zur Baustelle geschafft werden kann (s. S. 441). Allein dieser Grundsatz läßt sich in der Ausführung leider nicht immer verwirklichen. In den Bergkuppen ist meist das Gestein weniger gut; hier fehlt es oft auch an den nötigen Angriffsflächen. Im Fuß des Berges an der Talsohle sitzt in der Regel das kernige Material. Wenn die Hänge nicht zu steil sind, ist dann überdies die Möglichkeit gegeben, die Steinbrüche in etwa 2—4 Staffeln übereinander anzulegen (Abb. 287). Dieser Arbeitsbetrieb bietet den Vorteil, daß man eine brauchbare Felswand in ihrer ganzen Ausdehnung ausnutzen kann. Die Höhe der einzelnen Brüche darf dabei eine gewisse Grenze nicht überschreiten, da sonst das abgesprengte Material beim Absturz arg zerstört wird. Dieser Übelstand wird schon bei einer Höhe von 30 m sehr fühlbar, und man wird den Staffeln zweckmäßig eine Höhe von etwa 12—20 m geben. Der unterste Bruch bleibt hierbei um 5—6 m über der Talsohle, um für den seitwärts abzufahrenden Abraum Schuttflächen zu besitzen. Diese Höhenlage wird auch erforderlich, wenn in unmittelbarer Verbindung mit dem Bruche für die Herstellung von Beton- oder Schottersteinen ein Steinbrecher errichtet werden soll, der mit Zu- und Abfuhrgleisen in verschiedener Höhe zu versehen ist (Abb. 288). Aus der Anlage mehrerer Staffeln kann sich allerdings ein Nachteil in dem Falle ergeben, wenn die Steine in den Brüchen für die Vermauerung gereinigt und gewaschen werden, abfließende Wasser sickert in die Schichten des Felsens und gelangt in den nächst

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Abb. 287. Steinbruch in 3 Staffeln mit Gleisanschluß für Lokomotivbetrieb.

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Abb. 288. Steinbruch mit Steinbrecher.

untern Bruch von Pulver erschwert.

wo das Gestein durchfeuchtet wird. Dadurch wird die Verwendung

Hinsichtlich der Lage zur Himmelsrichtung ist beobachtet worden, daß die Hänge nach Süden und Südwesten mehr unter der Verwitterung leiden und daher weniger gutes Gestein liefern als nach den anderen Richtungen. Im besonderen wird die Lage nach Norden als günstig für die Aufschließung eines Steinbruches angesehen. Doch können diese Regeln nur ganz allgemeine Geltung haben, und es finden im Einzelfalle oft Ausnahmen statt. In geschichtetem Gestein ist sehr zu beachten, ob der Schichteneinfall in den Berg oder vom Berge weg stattfindet, da sich in letzterem Falle ein viel vorteilhafterer Arbeitsbetrieb vollzieht. Das losgesprengte Gestein wird hier durch die Schwerkraft in den Bruch gefördert. Mit am günstigsten gestaltet sich der Ausbruch, wenn die Bänke in ihrem Rücken angegriffen werden.

Von Bedeutung ist die Lage des Steinbruches zur Baustelle. Eine zu große Nähe ist geeignet, die Sicherheit der Anlage zu gefährden durch die beim Sprengen hervorgerufenen Erschütterungen. Bei einer Talsperre kann zudem die Dichtigkeit des Beckens beeinträchtigt werden, wenn die Felswandung in den Flanken der Sperrmauer durch den Ausbruch zu sehr geschwächt wird. Der Wunsch, das Steinmaterial möglichst unmittelbar an der Verwendungsstelle zu gewinnen, darf nicht zu sehr in den Vordergrund treten. Man darf nicht eine Talmulde durch ein mit aller Sorgfalt ausgeführtes Bauwerk abschließen und gleichzeitig die unumgängliche Rücksicht an anderen Stellen vernachlässigen. Das gilt jedoch nur für jenen Teil der Berghänge, der unter dem zukünftigen Wasserspiegel liegt. Besondere Vorsicht ist in dieser Hinsicht dann geboten, wenn in den seitlichen Berghängen die Schichten in der Richtung des Tales streichen. In solchen Fugen zwischen den Gesteinsbänken zieht sich das Wasser unter dem Drucke des gefüllten Beckens leicht um die Mauer herum. Versäumnisse nach dieser Richtung bringen unangenehme Verluste an Sickerwasser und machen kostspielige Abdichtungsarbeiten nötig. Aber auch der Mauerbetrieb selbst wird durch einen zu nahe gelegenen Steinbruch gestört, indem die Sprengungen, welche in fast allen Arbeitspausen stattfinden, infolge notwendiger Absperrungen zu lästigen Maßnahmen auf dem Bauplatze führen. Man darf sich hier nicht an zu enge Grenzen gebunden fühlen, wenn man bedenkt, daß ein Mehrtransport von einigen hundert Metern keine wesentliche Rolle spielt. Als die mindeste Entfernung der Steinbrüche von der Baustelle wird man 100 m ansehen müssen.

Hinsichtlich des Sprengbetriebes hat man zwei Arten: die Gewinnung im großen durch Minenlegung und den Angriff im kleinen durch Abkeilen und Sprengen. Bei dem ersteren Verfahren werden Stollen auf etwa 50—70 m Tiefe in die Bergwand getrieben und durch Querschläge eine Anzahl Gänge geschaffen, an deren Endpunkten Minenkammern Platz finden¹]. Die Zündung erfolgt hierbei nach Laden und Verdammen der Stollen auf elektrischem Wege. Dieses Vorgehen ist im allgemeinen nur für sehr dichtes und festes Gestein anwendbar. Meist ist das Sprengen im Kleinen üblich, das übersichtlicher und mit weniger Wagnis verbunden ist. Das Vortreiben der Bohrlöcher erfolgt dabei in der Regel von Hand durch je zwei Leute. Versuche mit elektrischer und Luftdruckbohrung sind gemacht worden; aber mit schwankendem Erfolge. Die Bohrgeräte sind an den steilen, durch die Aussprengungen zerklüfteten Hängen schwer

!) Über dieses Verfahren s. genaueres u. a. den Aufsatz von F echt, Anlage von Stauweihern in den Vogesen, Zeitschr. f. Bauwesen 1889.

anzusetzen. Die freie Beweglichkeit und die Einfachheit haben der Bohrung von Hand immer noch den Vorrang vor dem maschinellen Betriebe erhalten. Als Sprengstoff dient in der Regel Pulver, grobkörnig in Kugelform. Dynamit meidet man in weicherem Gestein, weil es das Material zu sehr zertrümmert; es wird aber in hartem und zähem Gestein verwendet. Die Menge des Sprengstoffes wird je nach der Tiefe des Bohrloches und nach praktischem, auf Erfahrung beruhendem Ermessen genommen. Die Zündung erfolgt durch Zündschnur oder auf elektrischem Wege¹). Die Schnurzündung ist heute noch mehr verbreitet, da sie den Vorzug einfacherer Handhabung und größerer Billigkeit besitzt; auch versagt mitunter die elektrische Zündung. Die erstere hat für die Praxis noch insofern Bedeutung, als sie einem geschickten Mineur gestattet, beim Ansetzen mehrerer Bohrungen die Schüsse kurz nacheinander zur Zündung zu bringen, wodurch bei gegebener Gestaltung der Bänke größere Wirkungen erzielt werden können als bei genau gleichzeitigem Schießen, wie es die elektrische Massenzündung mit sich bringt. Die Aufbewahrung der Sprengstoffe geschieht in eigens hergerichteten Schuppen oder zweckmäßig in kurzen in den Berg vorgetriebenen Stollen, an welchen kleine Nischen für die gesonderten Vorräte von Dynamit, Pulver und Sprengkapseln ausgebrochen werden.

Die Bohrtiefe beträgt je nach dem zu erzielenden Erfolge 1 bis 6 und 7 m. Um die tiefen Schüsse ergiebiger zu machen, bedient man sich des Schnür en s oder Kesselschießens. Das Schnüren besteht darin, daß ein mit dem Meißelbohrer vorgetriebenes Loch von wenigen Zentimetern Durchmesser an seinem Ende durch Aussprengen mit Dynamit kesselartig erweitert wird, um hier eine größere Ladung Pulver einbringen zu können. Die Brisanz des Dynamites ist imstande, das Gestein im Innern zu zertrümmern, wobei der zu Staub zermalmte Stoff durch das Bohrloch hinausgeschleudert wird. Zum Laden des Kessels wird meist loses Pulver genommen. Hierbei kann es leicht Vorkommen, daß Kügelchen sich in Spalte des Bohrloches verlieren. Aus solchen im Gestein zerstreuten Pulverteilchen können sich dann späterhin unvermutet frühzeitige Entzündungen bilden. Auch ist es vorgekommen, daß in geschnürten Bohrlöchern schon beim Laden Entzündungen entstanden sind. Man hat in letzterem Falle oft vergeblich nach Erklärungen gesucht und angenommen, daß in geschnürten Kesseln glimmende Fetzen zurückgeblieben sind. Es ist deswegen vielfach vorgeschrieben, daß zwischen den einzelnen Schnlirschüssen und dem Laden eine Wartezeit von J/₂ bis 1 Stunde liegen soll, um etwaige Nachglimmungen sicher ausbrennen zu lassen.

In einigen Gegenden ist aus diesen Gründen die Verwendung von losem Pulver verboten und solches nur in Form von Patronen gestattet. Ebenso darf das Schnüren in der Regel nur in Entfernungen von mehr als etwa 400 m von bewohnten Gehöften und öffentlichen Wegen stattfinden, da durch die größere Ladung der geschnürten Bohrlöcher die Gewalt der Schüsse eine mächtige ist und einzelne Steinstücke leicht weithin geschleudert werden. Andrerseits wird von mancher Seite ein ergiebiger Betrieb mittels Schnürschießens ohne Gebrauch von losem Pulver als untunlich angesehen. Die Verwendung von Pulver in Patronen wird als unzweckmäßig bezeichnet, weil die Wirkung der Explosion infolge der schädlichen Hohlräume zwischen der Kesselwandung und den einzelnen Patronen nur in stark vermindertem Maße zur Geltung kommt. Um beiden Einwänden zu begegnen, ist darum in manchen Bezirken bei Gebrauch von losem Pulver die elektrische Zündung vorgeschrieben, die hinsichtlich vorzeitiger Entladung größere Gewähr als die Sehnurziindung bietet.

l) Näheres darüber s. u. a. Denker, Die elektrische Zündung in Steinbrüchen, Berlin 1903.

In allen diesen Einzelheiten müssen die Rücksichten auf die Sicherheit der be

schäftigten Personen und der Umgegend in erster Linie stehen und ausschlaggebend sein. Immerhin muß man sich vergegenwärtigen, daß eine Gefährlichkeit des Steinbruchbetriebes an sich besteht, die bei aller weitgehendsten Vorsicht nicht auszuschalten möglich ist, ohne den Betrieb lahm zu legen. Das Arbeiten an den mit losen Steinmassen übersäten Hängen, wo herabfallendes Gestein Mineure und Arbeiter ständig bedroht, das Umherschleudern der Gesteinstücke im Augenblick der Sprengung, das mitunter verderblich wird, da die an die Gefahr gewöhnten und sie darum leicht außer acht lassenden Arbeiter trotz aller strengen Vorschriften oft nicht veranlaßt werden können, sich außerhalb des Sprengbereiches zu begeben, und vielerlei andere Lmstände führen immer wieder zu Unglücksfällen, die schier als unvermeidlich in der Natur des Betriebes liegend hingenommen werden müssen.

Beim Sprengen ohne Schnüren werden die Bohrlöcher nur 1—2 m tief vorgetrieben. Die Ladung wird gering genommen. Die Wirkung des Schusses ist daher eine beschränkte und in weichem Gestein dadurch besonders nachteilig, daß die unmittelbar durchbrechende Expansionskraft Zertrümmerungen in hohem Maße herbeiführt. Auf diese Weise wird der Arbeitsbetrieb mühsam und wenig ergiebig. Beim Sprengen aus geschnürten Bohrlöchern hingegen, die 4—6 m unter der Oberfläche liegen, wird durch den Schuß mehr nur ein Anheben der Bänke und ein Lockern des Gesteins im ganzen herbeigeführt. Es wird ein großes Feld lose gemacht und durch Nacharbeit mit Hacke und Keil, unter Umständen auch durch ganz leichte Schlisse, der Baustein gewonnen. Das Gestein wird nur wenig zerrissen; es werden gute, große Stücke gefördert, während bei der ersteren Sprengart mehr kleines Steinwerk abfällt. Das Schnüren liegt darum in weichem Gestein mit im Interesse der Bauausführung; denn es ist von Wichtigkeit, daß feste, gut mauerbare und. nicht splittrige und rissige Bausteine verwendet werden. In sehr festem, zähem Gestein kann bei Gebrauch von Dynamit das Schnüren entbehrlich werden.

Die Beschaffung und dauernde Beibehaltung eines Vorrats an Steinen während der Bauzeit hat sich in der Praxis als unumgänglich erwiesen, um einen geordneten Fortgang der Arbeiten sicher zu stellen. Diese Vorsicht wird jedoch leicht unterlassen, weil die mit Mehrkosten verbundene doppelte Umladung vom Steinbruch ins Lager und später von hier zur Mauerung und ebenso der damit verbundene Verlust an Bruchabfall gescheut wird. Aber diese Nachteile stehen in gar keinem Vergleich zu den Unannehmlichkeiten, welche die durch Steinmangel hervorgerufenen Stockungen des Mauerbetriebes mit sich bringen. Durch diese entstehen nicht nur erhöhte Ausführungskosten, indem solche Unterbrechungen meist plötzlich eintreten und einen starken Wechsel der Arbeitskräfte und die Änderung vieler sonstigen Baumaßnahmen bedingen, sondern die Störungen können leicht tiefergehende Wirkungen ausüben, die Fertigstellung des Baues verzögern und gar in ein weiteres Baujahr hinüberziehen. Das ergibt einen schweren Zinsverlust bei einer auf Millionen berechneten Anlage. Aber auch die Güte der Mauerung ist von der Art des Steinbruchbetriebes nicht unabhängig und sie kommt in Gefahr, wenn der tägliche Bedarf an Mauersteinen durch täglichen Ausbruch gedeckt wird. Das Sortieren und Reinigen in den Brüchen kann dann meist nicht mit der erforderlichen Sorgfalt geschehen, da von der Baustelle her oft mehr Steine angefordert werden als sie die Brüche, deren Ergiebigkeit durch das A orhanden-sein guter und schlechter Bänke stark schwankt, liefern können. Es kann als hinreichend angesehen werden, den Steinvorrat auf einen 2—3monatlichen Mauerbedaif zu be-

messen, sei es, daß dieser als eiserner jederzeit angreifbarer Bestand bereit liegt, sei es, daß er in gleichem Maße, wie der Verbrauch erfolgt, immer wieder ergänzt wird.

Von geologischer Seite ist die Forderung erhoben, daß die Steinbrüche innerhalb der Staubecken möglichst Uber dem zukünftigen Stauspiegel liegen sollen. Nicht grade, daß man Bedenken hat für die Sicherheit, wenn die Steinbrüche in genügender Entfernung von der Mauer etwa 100 m abbleiben, sondern nur in Hinsicht auf etwaige Sickerverluste, hält man es an diesen Stellen grundsätzlich und allgemein für empfehlenswert, daß die Steinbrüche über Wasser angelegt werden und die Taldecke im Staubecken vollständig unberührt bleibt. Das ist eine weitgehende Vorsicht. Es ist nicht zu verkennen, daß ungünstige Erfahrungen mit der Undichtigkeit der seitlichen Berghänge (Lingesetalsperre, Meschede, Gotha) gemacht sind, und daß durch die nahe Lage der Steinbrüche an der Mauer Undichtigkeiten entstanden sind, die den Erfolg der Talsperre nachteilig beeinflußt haben (s. S. 584). Neben dem Wasserverluste können Entschädigungsansprüche der Unterlieger für Verwässerung des Geländes und kostspielige nachträgliche Abdichtungsarbeiten eine unliebsame Belastung des Unternehmens zur Folge haben und man wird nicht fehlgehen, wenn man annimmt, daß die Sorge vor Erneuerung solcher üblen Erfahrungen gemahnt hat, erhöhte Rücksicht zu üben. Aber man muß sich hüten, nach der andern Seite hin die Grenze des Berechtigten zu überschreiten. Die Forderung, daß die Steinbrüche allgemein über Wasserspiegelhöhe angelegt werden sollen, ist so weitgehend, daß daraus dem Talsperrenbau unbillige Erschwernisse erstehen müssen. Das Land unter dem Stauspiegel muß an sich für die Zwecke der Talsperre angekauft werden und die Steingewinnung kann darum hier ohne weitere Entschädigung erfolgen. Über Wasser müssen die Grundstücke entweder eigens für die Zwecke der Steingewinnung angekauft werden oder es muß die Berechtigung dazu durch Zahlen eines Bruchzinses erworben werden. An den Berghängen der Nordhauser Talsperre verlangten die Eigentümer für die Entnahme der Steine zu 1 cbm Mauerwerk 0,75 Mk. Grundzins, das würde schon bei 20000 cbm Mauerinhalt 15000 Mk. Entschädigung bedingen. Unsere neueren großen Talsperren haben aber oft einen Mauerinhalt von mehreren hunderttausend Kubikmetern.

Für die Ausführung von Sprengarbeiten, Anlage von Dynamitschuppen und den Transport der Sprengstoffe sind alle gesetzlichen Vorschriften sorgfältig zu beachten, vor allem das Reichsgesetz von 9. 6. 1884. Anhaltspunkte für den Betrieb dieser Art geben auch die Unfallverhütungsvorschriften der Tiefbauberufsgenossenschaften. Zuständige Behörde für die geschäftliche Behandlung ist in Preußen der Gewerbeinspektor des Bezirkes.

Hierbei erfordert das Lösen des

Für einen flotten Steinbruchbetrieb ist eine große Angriffslänge erwünscht, um Freiheit der Bewegung zu haben (Abb. 289). Dann ist es auch möglich, die erwähnten Schwankungen besser auszugleichen und schlechte Gesteinsfelder vorübergehend auszuschalten, um den Abraum zu beseitigen, wozu meist die Nacht zu Hilfe genommen werden muß. Im rheinischen Schiefergebirge kann man auf 1 m Steinbruchlänge im Durchschnitt die Gewinnung von 1 cbm Baustein täglich rechnen.

Gesteins einschließlich der Mineurarbeit, die Abfuhr des unbrauchbaren Materials nach den Ablagerungsstellen, die Reinigung der Steine für die Mauerung, sowie das Verladen derselben in die Transportwagen die Aufwendung von etwa 0,8—0,9 Arbeitertagewerk für 1 cbm Stein. Als weitere Kosten treten hieizu die des Transportes nach der Verwendungsstelle, welche von der Entfernung und Gestaltung der Förderung abhängig sind. Diese werden wesentlich voneinander abweichen, je nachdem die Steine dem Schwergewicht folgend in die Baugrube gelangen oder eine Hebung auf Gleisen oder Hebetürmen notwendig wird.

Werden die Steine auf Lager gebracht, so kann man einen Aufschlag von etwa 1 Mk. für 1 cbm in Ansatz bringen. Zu vorstehendem kommen als allgemeine Unkosten die der ersten Abräumung. Hierbei fällt zu ungunsten ins Gewicht, daß die für einen besonderen Fall angelegten Brüche selten voll ausgenutzt werden. Meist ist der Ban beendet, wenn der Bruch bis in das innere bessere Gestein vorgetrieben ist, und der schönste Stein bleibt dann ungenutzt im Berge. Dementsprechend sind die anteiligen Kosten der ersten Erschließung höher als bei einer Anlage für dauernden Betrieb. Eine allgemeine Kostenangabe würde hier umsoweniger zutreffen als die Ab-

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Abb. 289. Steinbruchbetrieb mit strahlenförmiger Anlage der Fördergleise beim Bau der Mescheder Talsperre.

deckungsarbeiten sehr verschiedenen Lmfang haben, je nach der Stärke der Überlagerung des Gebirges mit Erde und Geröll. Von Einfluß ist auch der Umstand, ob der Steinbedarf eines Baues aus einem einzigen ergiebigen Bruche gedeckt werden kann, oder ob, wie es bei einer größeren Bauanlage meist der Fall ist, eine Heike von Stein-brüchen erschlossen werden muß.

rung.

Bei elfstündiger Arbeit und 30 Pf. Stundenlohn würde also die Gewinnung von 1 cbm Stein kosten 11 -0,3- 0,9 = 2,97 ~ 3,0 Mk. Dazu treten die Kosten der Fördein Solingen waren hierfür zwei Lokomotiven mit entsprechendem Fuhrpark in Betrieb und das Heranschafifen rund auf % km kostete für Transport und Abladen etwa 0,5 Mk./cbm.

Die Gewinnung der Bausteine für die Stauweiher in den Vogesen geschah meist mittels Minenbetriebes im großen. Beim Alfeldweiher wurde mit Pulver gesprengt. Dynamit wurde ausgeschlossen, weil man die Enstehung von Haarrissen in den Steinen fürchtete. Die Steinbrüche lagen weit von der Mauer ab z. T. am Alfeldweiher 400 m, beim Laucherseeweiher 400—450 m. Die gewonnenen Steine mußten mindestens Vso cbm groß sein. Als Durchschnitt galt 0,15—0,2, als Höchstmaß 0,5 cbm. Das Vortreiben der Stollen kostete z. B. am Altenweiher 28 Mk. für 1 lfd. m; außerdem wurde für jede Pulverkammer ein Zuschlag von 20 Mk. gezahlt. Weiteres s. Zeitschr. für Bauwesen 1889, 1893 u. 1902.

Als allgemeines Ergebnis sei erwähnt, daß bei den Brüchen für die Hasper Talsperre der Abraum etwa ²/.3, das brauchbare Gestein 1/3 des geförderten Materials betrug. An der Urfttalsperre wurde der Abraum der Brüche ebenfalls zu 2/3, das brauchbare Material zu 1/3 geschätzt. Das brauchbare Gestein in den Brüchen der Ennepetalsperre betrug dagegen 2/3, der Abraum etwa 73-

Berechnung der Sprengladungen. Bei der Sprengung im kleinen erübrigt sich eine Berechnung der Ladung. Geschickte Mineure — bei deutschen Talsperrenausführungen meistens Italiener — haben ein praktisches Augenmaß für die Menge des Sprengstoffes. Die Wirkung zeigt bald, ob zu viel oder zu wenig Ladung genommen wurde. Jedenfalls sind Zertrümmerungen des Gesteins schädlich. Bei Verwendung von Pulver ist eine Verdämmung gut und unter Umständen geradezu als unerläßlich anzusehen. Die Verdämmung von einfachen Bohrlöchern erfolgt mittels Lehm- oder Graspfropfen; Minengänge werden durch Vermauerung abgeschlossen. Formeln zur Berechnung von Sprengladungen s. Zeitschr. des österr. Ing. u. Arch. Vereins 1893, Heft 11.

Einige Ableitungen daraus seien nachstehend mitgeteilt.

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Formeln zur Berechnung von Sprengladungen (s. Abb. 290a).

Allgemein ist für Fels:

I. L = k • (w + r)³.

L = Ladung in kg. w — kürzeste Widerstandslinie. r = beabsichtigter Minentrichterhalbmesser. k = Festigkeitsbeiwert.

IL L = 3 (w³ + 5 h) ■ k. h — Höhe der Felswand.

b.

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Z.GÔ 3

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Trichter-Halbmesser¹.

c.

Jm.

III. L

Tt (w + 3 )²

h • k.

Abb. 290.

c = Erhöhung der Minenkammer Uber dem Gelände.

Es wird am meisten die Formel I empfohlen, da mit ihr die besten Ergebnisse erzielt wurden. Es war hier beabsichtigt, durch Sprengung des Felsens Bausteine zu gewinnen. II und III liefern größere Werte als I, und es wurde bei ihrer Anwendung der gesprengte Fels zu unbrauchbarem Schutt zertrümmert. Um k zu finden legt man eine Probemine an. Man macht z. B. w = r = 3 m (Abb. 290 b u. c) und nimmt 10 kg Dynamit. Der bei der Sprengung erhaltene Trichter habe z. B. nur einen Halbmesser von 2,65 m.

HanćLbucli der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

30

Aus L = k [w + r)³ erhält man

10 = k (3 + 2,65)3 k = 0,055

und unter Anwendung dieses gefundenen Wertes

L = 0,055 (3 + 3)3 L = 11,88 = rund 12 kg. Die Lage der Mine muß so sein, daß h^>w.

über Bruchsohle zu legen oder die

h

Ist h j> 4 w, so ist die Kammer auf

Ladung um etwa 10 v. H. zu vergrößern.

§ 55. Der Bausand. Am besten geeignet erscheint ein reiner scharfer Flußsand. Für die Bruchsteinmauerung kann derselbe kiesig sein, jedoch nur bis zu einer solchen Größe der Kiesstücke, daß die Mörtelmaschinen nicht beschädigt werden. Für Ziegelmauerwerk wird eine Absiebung bis zu gewisser Feinheit notwendig sein. Für Putzarbeiten ist sehr feiner Sand erforderlich. Grubensand ist meist gut, doch um sicher zu gehen, empfiehlt es sich, den Sand zu waschen. Die Sandfrage ist mit Vorsicht zu behandeln. Bei Sand, dessen Eigenschaften nicht genau bekannt, sind vor der Verwendung Festigkeits- und Dichtigkeitsproben geboten, die sich auf längere Zeiträume erstrecken sollten. Sehr feiner Sand zeigt im Verputz und der sonstigen Mauerung im allgemeinen nicht die gute Erhärtung, wie gröberer und verschiedenkörniger Sand. Man muß sich die geringere Festigkeit so erklären, daß in solchem Mörtel die größeren Quarz- und Kieselstücke fehlen, die einen innigeren Verband abgeben. Auch hat der feine Sand mehr Hohlräume und ergibt bei gleichen Anteilen an Bindemitteln einen verhältnismäßig magereren Mörtel als grober Sand. Bausand im Mörtel liefert im allgemeinen eine größere Festigkeit als Normalsand. Nach den Untersuchungen beim Bau der Solinger Talsperren war z. B. bei Verwendung eines auf grobem Sieb abgesiebten Rheinsandes die Zugfestigkeit um etwa 33 v. H., die Druckfestigkeit um etwa 10 v. H. größer. Besondere Aufmerksamkeit ist bei Verwendung von Mörtelsand notwendig, der in Bergwerks- oder chemischen Betrieben gewonnen wird. Bei solchem Sand kann möglicherweise der Gehalt an Blei und Schwefel die Abbindung verhindern.

Einige Angaben von der Baustelle mögen hier interessieren.

Talsperrenbau Solingen. Der verwendete Sand war Rheinsand und wurde aus dem Strome gebaggert. Er war grobkörnig und enthielt Stücke bis Hühnereigröße- Der ungesiebte Sand hatte etwa 10 v. H. vom Korn des Normalsandes. Der Sand war infolge seiner Entnahme aus fließendem Gewässer von großer Reinheit und zeigte nur Spuren von abschlämmbaren Teilen. Die Hohlräume des lose eingerüttelten Sandes wurden im Mittel zu 28 v. H. ermittelt. Das Einheitsgewicht betrug im Mittel 2,66. Im Bruchsteinmauerwerk wurde der Sand in ungesiebtem Zustande verwendet, für das Ziegel- und Putzmauerwerk jedoch gesiebt mit je nach Erfordernis größerer oder feinerer Maschenteilung.

Hohlraum v. H.

Nach den Ermittlungen ergab sich im einzelnen:

1.    Sand, grobkörnig, gebaggerter Rheinsand, mit Kieselsteinen durchsetzt, lose

23) £

³¹ * 42 J J

eingerüttelt..............................

2.    Sand, feinkörniger, sonst wie vor...................

3.    Sand, sehr fein, Putzsand, lose eingerüttelt...............

Wenn der Sand nicht an Ort und Stelle in brauchbarer Beschaffenheit gefunden wird und

auch nicht aus der Nähe herbeigeschafft werden kann, so daß bei weiterem Transport ungewöhnlich hohe Förderkosten entstehen, so hat man wiederholt den Sand auf der Baustelle künstlich hergestellt.

Es kommt in Betracht 1. Sand, der unrein in Gruben gewonnen wird, zu waschen, 2. die Zerkleinerung von Gestein. Für den Bau der Talsperre von Marklissa wurde Sand aus einer Grube am Staatsbahnhof etwa 3 km von der Baustelle ab gewonnen. Es lag hier Kies und Lehm schichtenweise zusammen, so daß es erforderlich war, den Sand zu waschen. Die Sandwäsche geschah derart, daß der lehmige Sand in einer Trommel mit reichlichem Wasserzusatz gut durchgerührt wurde. Der Lehm wurde dabei ausgewaschen und fortgeschlemmt. 1 cbm gewaschener Sand kostete etwa 4 Mark. Für den Alfeldweiher (Vogesen) wurde der Sand im Tale aus einer Ablagerung gegraben. Er enthielt viele tonige Beimengungen und mußte gewaschen werden. Das Waschen des Sandes geschah unter Zuhilfenahme des Baches. Der Wasserlauf wurde durch eine 1 m breite Holzrinne mit starkem Gefälle geführt. In dem strömenden Wasser rührte man den Sand so lange durch, bis das Wasser klar abfloß. Die Gewinnung, das Anfahren und Waschen des Sandes erforderte für 1 cbm Sand etwa ein Arbeitertagewerk. Auch für den Bau des Altenweihers wurde der Sand durch Ablagerung an Ort und Stelle gewonnen. Die Sandwäsche geschah in zwei 1,1 m breiten, 0,3ö m tiefen und 15 m langen Bretterkanälen. Die Kosten betrugen auf 1 cbm berechnet für Gewinnen und Durchwerfen 1,0 bis 1,2 Mk. ; für Waschen 1,0 Mk. ; für das Fördern 0,80 Mk. ; zusammen rund 3,00 Mk.¹). Für die Talsperre von Mauer wurde der Sand aus dem Flußbett des Bober entnommen.

Beim Bau des Lauchensee-Weihers stellte man den Sand durch Zermahlen von Grauwacke auf der Baustelle her. Der Sand war quarzhaltig und scharfkantig. Die Triebkraft zu den Mühlen lieferte die Wasserkraft des aufgestauten Baches. Der Preis des Sandes stellte sich auf 7,60 Mk./cbm. Näheres Zeitschrift für Bauwesen 1902, S. 222. Das gleiche Verfahren hat man bei Herstellung der M ohne-Talsperre angewandt. Der Abfall bei Gewinnung der Bausteine, eine gesunde, kernige Grauwacke und Schiefer, wurde zu Sand zerkleinert. Das Material wurde zunächst in Steinbrechern zu Schottergröße zerdrückt und dann in Mahlmühlen grußartig gequetscht, so daß ein Gemisch aus Steinmehl und Steinchen bis etwa D/2 cm Seitenlänge entstand. Man hat mit dieser sandartigen Masse bei Versuchen sehr gute Festigkeiten erzielt, so daß kein Bedenken vorhanden war, den Sand für die Mauerung der Talsperre zu verwenden. Beim Nordhauser Bau wurde Wesersand genommen.

Bei der Ostertalsperre (Ruhrgebiet) ist im letzten Baujahre Siegerländer S ch lackensand zur Verwendung gekommen und hat gute Festigkeitsergebnisse bei den Proben geliefert. Beim Bau der Listertalsperre wurden ²/s Teile gebrochener Grauwacken- und Basaltsteinsand mit 1/3 Teil des kieselsäurereichen Siegerländer Schlackensandes gemischt.

§ 56. Der zweckmäßigste Mörtel für Talsperren. Bevor in die Erörterung der Eigenschaften und Prüfung der bei Talsperrenbauten üblichen Bindemittel eingetreten wird, seien einige Betrachtungen vorangeschickt, die hei der Wahl des Mörtels für diese Bauten beachtet werden sollten. Verschiedene Jahreszeiten, das Erfordernis schneller oder langsamer Erhärtung, der Festigkeit und Dichtigkeit und manche anderen Rücksichten können bestimmend für die Wahl der verschiedenen Bindemittel und Mischungsverhältnisse sein, die in den einzelnen Teilen eines großen Bauwerks Verwendung finden. Die Erforschung sowohl der zu stellenden Bedingungen wie der Mörtelstoffe, welche sie erfüllen sollen, ist von großem Interesse und von wirtschaftlicher Bedeutung, da der Mörtel im Mauerwerk einen teuren Bestandteil bildet und bei einer Massenausführung den Glesamtpreis stark beeinflußt. Wenn also einerseits die Wahl der dem Zwecke angepaßten richtigen Mörtelmischungen sehr erwünscht ist, so muß doch andererseits die Rücksicht auf die praktische Durchführbarkeit in einem lebhaften Baubetriebe, wo die Absicht, welche mit der peinlichen Auswahl der Mischungsverhältnisse verfolgt wird, leicht durch mancherlei Zufälligkeiten vereitelt werden kann, eine gewisse Mäßigung auferlegen, zumal da wenig voneinander abweichende Mischungsverhältnisse in ihrer Festigkeit, in ihrem sonstigen Verhalten und in ihren Kosten meist nur unbedeutende Unterschiede aufweisen.

Die Abbindung und Erhärtung des Mörtels einer Talsperre ist an die besonderen Bedingungen gebunden, unter denen sich dieser Vorgang in einem so großen Massiv vollzieht, wobei auch die Arbeitsweise der Bauausführung einen wesentlichen Einfluß

³) Zeitschrift für Bauwesen 1889 u. 1893.

ansübt. Schon in Probemauerklötzen, deren Abmessungen sich in bescheidenen Grenzen halten, geht die Erhärtung unter nicht ganz denselben Umständen vor sich, wie in der Sperrmauer selbst. In weit erhöhtem Maße aber ist dies der Fall bei den kleinen Körpern, wie sie zu Festigkeitsversuchen hergestellt werden. Diese stellen gewissermaßen nur ein Differential dar gegenüber jener gewaltigen Mauermasse der Talsperre. Die Mörtelbereitung, Verarbeitung und Erhärtung geschieht bei den Versuchen in anderer Weise und unter anderen Bedingungen wie im Baubetriebe. Somit fallen oft die Voraussetzungen für die Schlußfolgerungen, welche lediglich aus solchen Laboratoriumsversuchen hergeleitet werden, und die Ergebnisse bleiben angreifbar. Immerhin werden durch sie der Praxis Richtschnur und schätzbare Aufschlüsse gegeben. Aber die endgültige Erkenntnis kann im allgemeinen nur da gewonnen werden, wo sich die Aufbereitung und Verarbeitung des Mörtels in den Formen und unter den Bedingungen der tatsächlichen Ausführung vollzieht. Dieser Ort ist die Baustelle. Hier, im Zusammenwirken von Beobachtungen des Bauvorganges mit Versuchen an Probekörpern über Festigkeit, Dichtigkeit u. a. m. können eindeutige Ergebnisse erzielt werden. Solche Beobachtungen in der Bauausführung sind allerdings mühsam, und nur aus einer Reihe von Einzelerscheinungen kann man durch logische Verbindung Gesetzmäßigkeiten feststellen. Dies erheischt den genauesten Verfolg des Mörtel- und Mauerbetriebes und ein eingehendes Studium, wie der Mörtel unter den verschiedensten Einflüssen — Arbeitsweise, Wärme, Kälte, Trockenheit, Nässe, Erschütterungen u. a. m. — abbindet und welche Maßnahmen zu treffen sind, um die beste Erhärtung zu begünstigen. Maueraufbrüche in den verschiedenen Zeiten an Probemauerwerk wie im Mauerwerk der Talsperre selbst und die Wahrnehmung vieler kleiner Anzeichen und Vorgänge führen die ständige Beobachtung schrittweise vorwärts. Bei großen Bauausführungen sollte darum diesem Gegenstände die vollste Aufmerksamkeit zugewendet werden.

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Bei den bisherigen Ausführungen von Talsperren in Rheinland und Westfalen sowie beim Bau des Stauweihers Lauchensee in den Vogesen ist als Bindemittel des Mauerwerks Traß-Kalkmörtel verwandt worden, und zwar beiden ersterwähnten Anlagen meist in der durch vielfache Versuche sowie durch die Bewährung in der Praxis als zweckmäßig erwiesenen Zusammensetzung von 1 Raumteil Kalkbrei, D/2 Raumteile Traßmehl und l³/₄ Raumteile Sand. Die besonderen Eigenschaften des Traßmörtels: seine langsame Abbindung und seine Elastizität machen ihn bei den eigenartigen Bedingungen, unter denen sich die Bauausführungen von Sperrmauern vollziehen, und gegenüber den Einflüssen, denen späterhin die Mauern im Betriebe ausgesetzt sind, sehr schätzenswert. Als die wesentlichsten Vorteile seien in dieser Hinsicht hervorgehoben, daß bei plötzlichen Unterbrechungen der Arbeit, welche im Gebirge durch Regen oft notwendig werden, keine Geldverluste entstehen, indem der fertige Mörtel mehrere Tage hindurch ohne Schaden verwendungsfähig bleibt und daß dieser Umstand den Mauerbetrieb bei den großen Massen an Mörtel, die gebraucht werden, sehr erleichtert. Die gleiche Eigenschaft und die plastische Nachgiebigkeit nach begonnener Erhärtung hat unbedenklich erscheinen lassen, das Befördern der Baumaterialien auf frischem, wenige Tage altem Mauerwerk mittels Gleisanlagen zu bewirken. Die Elastizität des erhärteten Mörtels gestattet, ohne daß Rissebildungen im Mauerwerk entstehen, die Bewegungen der Sperrmauern, welche durch wechselnde Wärme und Sonnenschein, sowie durch den Wasserdruck des gefüllten Beckens hervorgerufen werden.

Über diese vorzüglichen Eigenschaften des Traßmörtels bestehen kaum noch Zweifel oder Meinungsverschiedenheiten, nachdem dieselben durch viele Beobachtungen,

Untersuchungen und Messungen an bestehenden Bauwerken und auf der Baustelle sowie durch vergleichende Proben in den Laboratorien erkannt und erwiesen sind.

Grundlegend für die Wahl des Traßmörtels zu Talsperrenbauten waren vornehmlich die Untersuchungen Intzes, die er bei der Vorbereitung des Baues der ersten Rem-scheider Talsperre im Eschbachtale um das Jahr 1888 anstellte. Das Ziel dieser Untersuchungen war in erster Linie, den zweckmäßigsten Zusatz von Sand zum Traßmörtel und die elastischen Eigenschaften des letzteren sowie seine Dichtigkeit zu ermitteln. Man gelangte dabei sowie aus weiteren Beobachtungen in der Bauausführung zu dem oben angegebenen Mischungsverhältnis als dem vorteilhaftesten, nachdem anfänglich der Sandgehalt nach dem Vorgänge der Holländer geringer genommen worden war.

Die Versuche ergaben ferner, daß bei gleichen Belastungen wesentlich größere elastische Bewegungen im Traßmörtel als im Zementmörtel entstehen (s. Die Erweiterung des Wasserwerks der Stadt Remscheid. Zeitsch. d. Ver. dtsch. Ing. Bd. XXXIX)-Intze war nach diesen Unter-

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suchungen, wie der Verfasser aus Äußerungen aus seinem Munde weiß, ein unbedingter Anhänger 30 des Traßmörtels. Wo er, wie z. B. bei den schlesischen Talsperren, *s davon abging und Traßzementmörtel verwandte, geschah es wegen der Kostenersparnis, da die Förderung des Traßes vom R Rhein nach Schlesien den reinen Traßmörtel teurer werden ließ als eine Mischung mit Zementmörtel.

Im übrigen verwandte er für Außenteile, Verblendungen, Ausfugungen ebenfalls Zementmörtel,

Zementtraß- oder Zementkalk-

^___

y/ /smSo rDigse ZahL wurde von der P ehsuc/isansUdt als Zweifelha/h 'bezeichnet

Erhärtungs -

T ruckfësTiékeit

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art

Jrrt feuchtest Raume- an, der Lu/l, jedoch vom 2. Tage ait täglich 2mal cmge/hichtet m __ Den ersten Tag im feuchten Dauerte, an der Luft, die übrige' Zeit unter Wasser.

______1 Die, wahrscheinlichen^ Festigheitslinien.

3?

— --r •’jrrjH'------L-> Zu^fostiékeîf

360Tage.

Abb. 291. Festigkeitsversuche lratTraßzementmörtel für die Talsperre im Sengbachtal.

Morte lmi schling: U-vTraßmörtel (1 RamnteiL KaJkteig^l Vz, RamntciL TY-aßmchL* 7 DauniteiL BhcinsancLJ * Zementmörtel (7 DauniteiL Zement* 3, RamnteiL DheinsancLJ.

DerMörieL enthielt/ 7,8° o Wasser

28

8't

726

270

mörtel, da der Traßmörtel gegen mechanische Einwirkungen von außen her weniger Widerstand als diese Mörtel bietet. Erwähnt seien hier noch die Untersuchungen für den Bau der Urfttalsperre¹), ferner die für die

Gothaer Talsperre²).

Die Waldecker Talsperre an der Eder ist ebenfalls in Traßkalkmörtel gemauert. Auch Fecht hebt hervor, daß der Traßmörtel 1 bis 2 Tage liegen bleiben konnte, B. Regen eintrat. Der Mörtel wurde dann im Kollergang mit etwas neuem

wenn z.

Bindestoff wieder durchgeknetet und verlor nichts an Güte. Zementmörtel wäre in diesem Falle unbrauchbar gewesen³). Ein zu starker Kalkgehalt im Mörtel bringt die Gefahr mit sich, daß ein Teil des Kalkes nicht chemisch gebunden und vom durchsickernden Wasser des Beckens ausgelaugt wird. Solche Erscheinungen — Ansätze an der Luftseite — zeigen sich an den älteren Vogesentalsperren (Alfeldweiher). Diese

1)    Mitteilungen aus

2)    Mitteilungen aus

3)    Zeitschr. f. Bauwesen 1902, S. 222.

den kgl. techn. Versuchsanstalten zu Berlin 1900, viertes Heft, den kgl. techn. Versuchsanstalten zu Berlin 1901, zweites Heft.

lab. 69. Dichtigkeits- und Festigkeitsversuche mit Traßkalk- und Traßzementmörtel. I. Versuche in der Königl. Versuchsanstalt in Charlottenburg, a) Wasserdurchlässigkeit.

Bemerkungen

V erwendungsstelle

Platten von 7,1 cm Durchm. und 2,28 cm Dicke unter 2 bis 2l/% Atm. Wasserdruck. Ergebnis

Art der Erhärtung

Alter

der

Proben

Wochen

Mörtelmischung

Nr.

Der Rheinsand wurde auf einem Sieb von 4 Maschen auf 1 qcm abgesiebt.

Rheinsand gesiebt vor.

Die untere Schicht aus Zementtraßmürtel 20 mm st., die obere Abgleichung aus Zementmörtel (1:1) 5 mm st.; zusammen 25 mm st. Der grobe Sand wie oben gesiebt, der feinere Sand auf 50-Maschensieb.— Es kamen 2 Sandarten zur Probe: gebaggerter Rheinsand und Grubensand, gewonnen in der Rheinebene in der Nähe des Stromes. — Abgleichung nach 24 Stunden auf die untere Putzlage aufgebracht. Die Mörtelmischungen wurden zunächst einzeln gemischt und dann miteinander gemengt.

Mörtel im Beton des Staudammes

Die 3 Tage lang dem Wasserdruck ausgesetzten Platten standen dicht

unter Wasser

Abmauerung der Rohrstollen undEin-mauerung der eisernen Entnahmerohre in der Hauptsperrmauer

Verputz an der Wasserseite der Hauptsperrmauer

dicht

Die 3 Tage lang dem Wasserdruck ausgesetzten Proben der Mörtel aus beiden Sänden standen dicht

teils unter Wasser, teils an der Luft bei täglich zweimaliger Anfeuchtung

in der Luft im Zimmer bei täglich zweimaliger Anfeuchtung

1 Rtl. Zement V2 » Traßmehl V2 » Kalkbrei 4 » gesiebt. Rheinsand

¹/i Traßmörtel (1 Rtl. Kalkbrei IV2 Rtl. Traßmehl 1^/4 Rheinsand)

+ % Zementmörtel (1:3)

1 Zementmörtel (1: 2)

-p lk Traßmörtel (1 Rtl. Kalkbrei, D^Rtl.Traß-mehl, I1/2 Sand) und

1 Zementmörtel (1:1, feingesiebt. Sand) als Abgleichung

b) Festigkeit.

Bemerkungen

Rheinsand abgesiebt.

wie vor.

Vergleichender Versuch.

Der gebaggerte Rheinsand hatte 0,14 v. H., g der Grubensand 0,85 v. H. an abschlämmbaren O; Teilen.

G:

90

Eh

so

F

Rheinsand abgesiebt.

Rheinsand abgesiebt.

Wasser. (Vgl. Abb. 291.)

* Diese Zahl wurde von der Versuchsanstalt als zweifelhaft bezeichnet. Der Mörtel enthielt 7,8 v. H. Wasser.

Der Mörtel hat bei der Abmauerung der Rohrstollen und Einmauerung der eisernen Entnahmerohre an der Hauptsperrmauer Verwendung gefunden.

Ver

hältnis

kg/qcm Ikg/qcmj Zug Verwendungsstelle Druck

Druck

Zug

Mittel aus 10 Proben

1 I Mörtel im Beton des Staudammes

6,2

124,2

20,0

Mörtel im Mauerwerk der Hauptsperrmauer

wie vor.

7,5

5,6

desgl.

desgl.

desgl.

112,3

108,9

15,0

19,6

S;5

7,3

7,5

ÏL

16,5 I 139,5 (Reinsand)

O^T3 00

co fi -^T tu fi CO

^ §

co

JD

cc fi co 05 rs tH

rlO H

CO

Art der Erhärtung

unter Wasser

1    Tag an der Luft, 27 Tage unter

Wasser

2    Tage an der Luft, die übrige Zeit unter Wasser

1 Tag an der Luft, dann

unter Wasser

2 Tage an der Luft, dann 12 Tage zweimal täglich angefeuchtet, den Rest unter feuchtem Lappen

wie vor.

Alter

der

Proben

Wochen

Mörtelmischung

Zement

Traßmehl

Kalkbrei

Rheinsand

tH

1 Rtl. Kalkbrei IV2 » Traßmehl l³/4 » Rheinsand

Mischung wie vor.

Mischung wie vor.

2 verschied. Sandsorten, gebaggerter Rheinsand u. Grubensand aus einer Grube in der Rheinebene nahe dem Strome

Mischung wie vor. Rheinsand

Mischung wie vor

c) Vergleichender Versuch über Erhärtung von Zementtraßmörtel an der Luft und unter

g

CO

bC

c3

CO

03

.25h

-4-3

CO

03

CO 03^

co ^ co co

^ CO Tji CO CO

co co 03 ^ COCî co ^ 03 co

03

03 CO l> 05 CO CO 03 O 03    03

GO^CO^ 03^ CO^

łO 05 03 03 O 03 03 03    03

03^ ^CO^

y—* 03    ^ tH

03 D- 03 GS

tH rH

kg/çtcm Zug » Druck »

Zug » Druck »

Im feuchten Raum an der Luft bei täglich zweimaliger Anfeuchtung

1 Tag an der Luft, dann unter Wasser

\U Traßmürtel (1 Rtl. Kalkbrei IV2 Rtl. Traßmehl l³/₄ Rheinsand)

-+- ³/4 Zementmörtel (1:3)

Nr.

i£5

co

c—

00

05

10

-1

co

Bemerkungen

Die Zahl gibt das Mittel aus etwa 230Probekörpern, die während des zweijährigen Mauerbetriebes zerrissen wurden. Die geringste Zugfestigkeit betrug 9,7, die größte 15,8 kg/qcm. Die Proben wurden mit dem Hammerapparat hergestellt, der Mörtel jedesmal im Betriebe aus den Mörtelbütten entnommen und auf einem 4-Maschinensieb abgesiebt.

Erhärtungszeit: Februar bis Juni.

Die Zahl gibt das Mittel aus etwa 50 Proben. Erhärtet in der warmen Jahreszeit.

II. Versuche auf dem Baubureau. Zugfestigkeit.

Ver

hältnis

Zug Druck

kg/qcm ikg/qcmj Zug j yerwendungsstelle Druck

Mörtel im Mauerwerk der Hauptsperrmauer

wie vor.

wie unter 10

Mörtel in der Ver- Die Zahl gibt das Mittel aus etwa 50 Proben, blendmauer an der Erhärtet in der kühleren Jahreszeit (November). Wasserseite

Mittel aus 15 bis 20 Proben.

Erhärtet in der wärmeren Jahreszeit.

Mischung im Mauerbetriebe von Hand hergestellt.

Mittel aus 15 Proben.

wie unter 3

Mittel aus 10 Proben

CO

oq OJ cq^    05

t-T c-' ccT    co

tH tH hH    rH

eo^

T—H

5^.

H CO~

rH r-l

°°

Art der Erhärtung

2 bis 3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

3 Tage an der Luft, dann unter Wasser

1 Tag an der Luft, dann unter Wasser

1 Tag an der Luft, dann unter Wasser

1 bis 2 Tage an der Luft, dann unter Wasser

wie vor.

Alter

der

Proben

Wochen

CO

CO <M CO 'cH 1-H r-

T*

Mörtelmischung

Kalkbrei

Traßmehl

Rheinsand

C-l Tf

ra

Mischung wie vor.

V4 Traßmörtel (1 Kalk,

17-2 Traß, l³/4 Rheinsand)

³/₄ Zementmörtel (1:3)

1 Zementmörtel (1:2) + 2 Traßmörtel

l Zementmörtel (1:3) + 2 Traßmörtel

1 Zementmörtel (1:2) 4- V3 Traßmörtel

Nr.

T—*

co

ce

Ausschwitzungen müssen naturgemäß im Mauerinnern Hohlräume schaffen. Dadurch werden etwa vorhandene Undichtigkeiten nur noch größer werden. Auch entsteht die Gefahr, daß sich Auftrieb entwickelt. Daher ist es günstig, nicht mehr Kalk zuzusetzen als der Traß chemisch zu binden vermag.

Obwohl bei den ersten Vogesentalsperren nur Zementkalkmörtel verwendet wurde, ist man bei der Talsperre am Lauchensee zum Traßmörtel übergegangen. Die gewählte Mischung war 1 Kalk (Weißkalk) + 1 Traß + 2'/₂ Sand.

Die Mörtelmischung für den Alfeldweiher war: 1 Raumteil Zement + 4 Raumteile Wasserkalk + 10 Raumteile gewaschener Flußsand. Die Mischung wurde gewählt auf Grund sehr eingehender Versuche, die sich auf die Ermittlung der Druck- und Zugfestigkeiten und Kosten erstreckten¹).

Über vergleichende Versuche über Zementkalk- und Traßkalkmörtel beim Bau des Lauchen-seeweihers (Zugfestigkeit), siehe Zeitschr. für Bauwesen 1902. Die Festigkeit des Zementkalkmörtels (1 Zement + 1 Kalk -f- 6 Sand) wurde hier nach 4 Wochen zu 10,0 kg/qcm, nach 1 Jahr zu 25,0 kg/qcm festgestellt.

Am Altenweiher wurde in der Gründung der Mauer die Mischung gewählt: 1 Raumteil Zement + Vs Raumteil hydraulischer Kalk -j- 2 Vs Sand. Der Gehalt an Bindemitteln wurde nach oben hin schwächer und es war das Mischungsverhältnis

1 Z + l K + 3Va S 1 »    1 Vs * -f- 5

1 » + 2 » +6 1 » + 3    » T- 7

mit wachsender Mauer unter Geländehöhe.

» in der übrigen Mauer über Geländehöhe²).

Über die Festigkeit und Dichtigkeit des Traßkalk- und Traßzementmörtels gibt die Tabelle 69 Aufschluß. Diese Versuche sind bei den Solinger Talsperrenbauten vom Verfasser auf dem Baubureau bzw. auf seine Veranlassung in der Kgl. Versuchsanstalt (früher) in Charlottenburg vorgenommen. Die Ergebnisse von Versuchen über den Einfluß des größeren oder schwächeren Sandzusatzes zum Traßkalkmörtel geben die Tabellen 70 und 71 wieder.

Tab. 70. Zugfestigkeit des Traßkalkmörtels³).

Mischung in Raumteiien

Kalkteig

Traß

Normen

sand

Wassergehalt v. H.

Mittlere Zugfestigkeit in kg/qcm nach

2 Monaten

Bemerkungen

1V3

IVs

1V3

rH CM

05

IVa

IVs

IV3

«tH CO

(M (M (M 85

7"1    ^ O CO 00

r-T cT cf o cf cf

H H H rH t-H

cq Gq Oq *0^ io' cd' cf ccT

t-H t-H tH tH tH tH

Erhärtungsart:

2 Tage an der Luft, dann unter Wasser.

Litergewicht : Kalkteig . . 1,272 kg Traß .... 1,116 > Normensand 1,565 »

Ein Zusatz von 2Vs Raumteilen hat darnach die größte Festigkeit geliefert.

Derartige Versuche sind in neuerer Zeit vom Materialprüfungsamt in Lichterfelde wiederholt und auch auf die Druckfestigkeit ausgedehnt worden. Das Ergebnis ist in Tabelle 71 wiedergegeben.

Tab. 71. Festigkeitsversuche mit Traßkalkmörtel mit wechselndem Sandzusatz'). Bindemittel war 1 Rtl. Traß + 1 Rtl. Kalkteig mit Sandzusatz, wie angegeben.

Die Zahlen geben das Mittel aus je 5 Einzelversuchen.

Saridart

Normensand

Freienwalder Rohsand

Sandzusatz

Zug

Druck

Zug

Druck

28 Tage 90 Tage 28 Tage 90 Tage 28 Tage 90 Tage 28 Tage 90 Tage

kg/qcm

21,7

28,5

179

268

20,0

29,6

174

264

21,7

28,5

179

268

H H (M (M co

18,9

18,6

18,7

15,8

29,4

29,4

29,0

28,4

173

163

155

144

269

244

238

223

21,4

20,7

20,2

19,5

29,7

180

266

29,5    ;    180

29,5

30,0

166

167

270

246

245

31,0

18,5

146

234

30,5    141

Bei beiden Sandarten ist hiernach nach 3 monatiger Erhärtung die Druckfestigkeit am größten gewesen bei der Mischung 1:1:1. Auch die Zugfestigkeit hat sich bei den älteren Proben (und diese kommen für das Bauwerk vornehmlich in Betracht) durch den Sandzusatz erhöht. Im ganzen aber halten sich die Unterschiede in mäßigen Grenzen. Die Festigkeit des Mörtels im Bau dürfte nach den Versuchen des Verfassers allerdings eine geringere sein, als die hier angegebene (s. Zentralbl. d. Bauverw. 1905, S. 65) vergl. auch S. 483.

Die Vorbedingung für die gute Erhärtung des Traßmörtels ist das Vorhandensein genügender Feuchtigkeit, da die chemische Verbindung der Kieselsäure des Traßes mit dem Kalkhydrat nur unter dem Einfluß von Wasser sich vollzieht und aus dem Umstande, daß Traßmörtel, wie durch Festigkeitsproben dargetan und wie es auch jederzeit der Augenschein lehrt, bei ungenügendem Wassergehalt nur unvollkommen abbindet, entstanden um das Jahr 1901 in den beteiligten Kreisen Bedenken gegen seine Verwendungsfähigkeit im Mauerwerk von Talsperren, indem man darauf hinwies, daß diese Bauwerke an der freien Luft ausgeführt werden, wobei eine ausreichende Feuchthaltung des Mörtels nicht gesichert sei.

Die Frage der Brauchbarkeit des Traßmörtels hat bei der zunehmenden Bedeutung des Talsperrenbaues ein großes Gewicht in wirtschaftlicher Hinsicht. Seine ausgezeichneten Eigenschaften treten in gleichem Maße bei anderen Mörteln nicht auf. Sie haben aber große Ersparnisse für den Bau zur Folge. Gerüstbauten, welche dann notwendig werden, wenn bei Verwendung anderer Mörtelmischungen das Befördern der Baumaterialien nicht auf der Maueroberfläche erfolgen darf, nebst den zugehörigen Kranen sind sehr kostspielig. Man kann die Erhöhung der Baukosten, welche dadurch gegenüber der gegenwärtig bei den rheinisch-westfälischen Talsperren üblichen Bauweise verursacht werden würde, zu etwa ein Drittel annehmen, ganz abgesehen davon, daß dann eine erheblich längere Bauzeit nötig sein würde, wenn das Versetzen der Mauersteine von Kranen aus erfolgt. Bei den Stauweiheranlagen im Elsaß sind unter Anwendung des Kranbaues am Alfeldvveiher in vier Bausommern 28 300 cbm, am Lauchen-in drei Jahren 28 600 cbm Mauerwerk hergestellt worden, während bei der Talsperre des Solinger Wasser- und Elektrizitätswerkes in zwei Bausommern 65 000 cbm geleistet wurden. Es ist hieraus ersichtlich, ein wie bedeutender Zinsverlust bei so verlangsamtem Baufortgange entstehen muß und wie sehr dadurch die Beteiligten geschädigt werden,

i) Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 264.

15,2

28,1

131

214

17,6

219

see

denen die Inbetriebnahme der Anlage um Jahre verzögert wird, billige Preis des Traßmörtelmauerwerks. Während 1 cbm solchen Bruchsteinmauerwerks bei den rheinisch-westfälischen Ausführungen 14—16 Mark kostet, würde ebendort unter sonst gleichen Umständen 1 cbm Bruchsteinmauerwerk in Zementmörtel (1:3) etwa 23 Mark und im Zementtraßmörtel (2 Zementmörtel + 1 Traßmörtel, Mischung wie oben) etwa 21 Mark kosten. Ein Bauwerk von der Größe der Solinger Talsperre würde danach im Mauerwerk ohne Nebenanlagen sich stellen

Dazu kommt der

in Traßmörtel i. M. .    auf    65000 • 15,0 =    975000    Mark

» Zementmörtel . .    »    65 000 • 23,0 =    1495 000    »

» Zementtraßmörtel    »    65000-21,0 =    1365000    »

Wenn man für die beiden letzteren Mörtelmischungen noch die erwähnten Mehrkosten für etwaigen Gerüst- und Kranbetrieb und Zinsverluste hinzuschlägt, so ergeben sich so gewaltige Preisunterschiede, daß Anlagen, welche bei Verwendung von Traßmörtel ertragreich sein können, bei Herstellung mit einem der anderen Bindemittel unwirtschaftlich oder in ihrer Nutzwirkung sehr herabgedrückt werden müßten.

Diese Preise beziehen sich auf die Verhältnisse am Rhein ums Jahr 1902. Es ist naturgemäß, daß die örtlichen Preise ausschlaggebend sein müssen. Es kostete z. B. in Schlesien beim Talsperrenbau Marklissa 1 cbm fertiger Traßmörtel 23,90 Mark ohne Mischkosten, 1 cbm Zementmörtel (1: 3) hingegen nur 17,60, so daß sich hier der letztere Mörtel um 6,30 Mark für 1 cbm billiger stellte⁴).

Jeder Beitrag zur Klarstellung in dieser bedeutsamen Frage wird daher wichtig sein. Im nachstehenden soll nun aus den wirklichen Vorgängen der Bauausführung ein Bild der Art der Erhärtung des Traßmörtels im Bau gegeben und geprüft werden, in welchem Maße bei der Ausführung von Sperrmauern und bei ihrem späteren Bestände im Betriebe die Vorbedingungen für seine gute Abbindung und Erhärtung vorhanden sind.

Für den in der Praxis stehenden, seine Wahrnehmungen am werdenden Bauwerk täglich wiederholenden und ergänzenden Ingenieur kann freilich hierüber gar kein Zweifel sein. Aus zufälligen kleinen Maueraufbrüchen, beim Aufhacken von Fugen in den äußeren Mauerflächen, an dem Zustande und an der Farbe des Mörtels in der jeweiligen Maueroberfläche und aus vielen anderen Erscheinungen erlangt er — auch ohne besondere Versuche — die Gewißheit, daß die Erhärtung des Mörtels in der aufgehenden Mauer sich in vollkommener Weise vollzieht. Allein um die Vorgänge genauer zu prüfen und sie dem Fernstehenden verständlich zu machen, ist es nötig, zahlenmäßige Unterlagen zu gewinnen. Darum wurden beim Bau der Solinger Talsperre Probemauerklötze hergestellt und später aufgebrochen, um daran die Art der Abbindung des Mörtels zu studieren, sowie Untersuchungen in und am Mauerwerk der Sperrmauer selbst vorgenommen. Zum Vergleich wurde fernerhin der Erhärtungsvorgang an kleinen Probekörpern, wie solche zu Zugfestigkeitsproben benutzt werden, verfolgt. Es galt bei diesen Versuchen vor allem, den Punkt ins Auge zu fassen, um den sich die ganze Frage dreht: den Wassergehalt des Mörtels in seinem jeweiligen Erhärtungsalter festzustellen.

Wie groß ist der Wasserbedarf des Traßmörtels, um gut abzubinden? Es ist hierfür keinesfalls erforderlich, daß der Mörtel ins Wasser kommt. Das wirkt vielmehr verzögernd, und es findet im Mauerwerk unter Wasser bezw. bei vollkommen wasser-

dies beobachten. Der mit Maschinen hergestellte Traß-mörtel kommt mit einem Wassergehalt von 16—17 y. H. auf die Sperrmauer. Sein Zustand ist dann ein solcher, den man mit »steif« bezeichnet und der für die Ausführung erwünscht ist, um Sackungen zu vermeiden.

gesättigtem Mörtel ein ungemein langsamer Prozeß statt. Auffallend tritt diese Erscheinung bei naßkalter Witterung im Herbst und Winter zutage; aber auch in der warmen Jahreszeit kann man

Aus diesen Ermittlungen, über die genaueres vom Verfasser im Zentralblatt der Bauverwaltung 1903, S. 89 mitgeteilt ist, kann man den Schluß ziehen, daß für die Erhärtung des Traßmörtels ein Wassergehalt von etwa 10 v. H. durchaus genügt. Dieses Maß von Feuchtigkeit wird aber im Mauerwerk der Talsperren an allen Stellen und zu allen Zeiten in frischen wie in alten Mauerteilen überschritten.

von

Um noch weitere Klarstellung über die Verwendbarkeit des Traßmörtels für Talsperren zu gewinnen, wurden im Jahre 1903 Maueraufbrüche durch Vortreiben Stollen in alte Talsperren und zwar an der Remscheider, Herbringhausener (Barmer) und Fuelbecker Talsperre vorgenommen. Auch hierbei zeigte sich der aufgebrochene Mörtel feucht, aber sehr fest. Das Mauer werk hatte eine vorzügliche Beschaffenheit. Der Aufbruch des Mauerwerks vollzog sich in den Stollen unter Schwierigkeiten, wobei ein großer Kraftaufwand nötig war.

Alle diese Ergebnisse tun dar, daß die natürlichen Verbindungen für eine gute Erhärtung des Traßmörtels bei der Bauausführung von Talsperren vorhanden ist und diese Erkenntnis wird unterstützt durch den sichern Bestand der mit diesem Bindemittel hergestellten Sperrmauern.

unbeschadet späterhin

Wenn somit seine Verwendbarkeit für Talsperren keinem Zweifel mehr begegnen dürfte, so ist damit keineswegs gegen die sonst in Betracht kommenden Mörteiarten eine Absage ausgesprochen. Die Amerikaner und Engländer verwenden mit Vorliebe reinen Zementmörtel und die schlesischen Talsperren enthalten Zementtraßmörtel, wie vorher erwähnt wurde, ohne daß Bedenken entstehen konnten, den Materialtransport unmittelbarauf dem Mauerwerk zu vollziehen⁵). Auch beim Solinger Bau wurde in den oberen Schichten Zementtraßmörtel gewählt, um dieser Mauerung, die sich in der kalten Jahreszeit vollzog (Oktober, November) eine schnellere Erhärtung zu sichern⁶), da reiner Traßmörtel bei starker Feuchtigkeit und in kühler Witterung wachsender Festigkeit — langsamer erhärtet als bei einem Zusatz von Zement. Als Nachteile des Zementmörtels bei Talsperrenbauten können hervorgehoben werden, daß der Mörtel am Abend jeden Arbeitstages aufgebraucht werden muß. Dadurch entstehen Verluste, indem der Verbrauch der Mörtelbereitung nicht genügend angepaßt werden kann. Die Herstellung des Mörtels muß morgens früher anfangen und abends früher-aufhören als die Mauerarbeiten. Ferner treten Verluste bei Eintritt von Regenwetter auf, indem der in den Bütten stehende Mörtel abbindet und späterhin nicht mehr verwendbar ist.

In Frankreich verwendet man vielfach hydraulischen Kalk für den Mörtel der Talsperren.

Der Zusatz von Traß zum Zementmörtel hat den Zweck, den überschüssigen Kalk, der in den Portlandzementen mehr oder weniger enthalten ist, zu binden. Dieser überschüssige Ätzkalk sickert an den Bauten aus und setzt sich in weißen Kristallen als Kalkhydrat ab. Das Aussehen der Flächen wird dadurch unschön, im besondern aber liegt die Gefahr vor, daß sich die Festigkeit des Bauwerks

vermindert. Bei guten Zementen hat diese Schädigung allerdings weniger praktische Bedeutung, da die Kalkausscheidung nur ganz allmählich vor sich geht. Setzt man Traß hinzu, so verbindet sich seine Kieselsäure mit dem Ätzkalk unter der Einwirkung des Wassers zu kieselsaurem Kalk. Der Kalk wird gebunden und die Festigkeit des Mörtels erhöht, so daß ein doppelter Erfolg erzielt wird. Ein Zusatz von 0,5 bis höchstens 0,7 Et. Traß auf 1 Et. Zement genügt, um diesen Zweck zu erreichen.

Eingehende Untersuchungen hierüber sowie über die Verwendbarkeit von Ziegelmehl und Hochofenschlacke als hydrauliche Zuschläge wurden für den Bau der Möhnetalsperre angestellt, worüber Link im Zentralblatt d. Bauverw. 1909, S. 16 i. J. ausführlich berichtet. Als das Ergebnis wurde eine Mischung aus Traßkalkmörtel und Zementtraßmörtel gewählt. Der Traßkalkmörtel hatte das Mischungsverhältnis 1 Et. Kalk -j- D/2 Et. Traß + 2y₂ Et. Sand. Diese Zusammensetzung hatte sich bei den Versuchen als die festeste bei gleichzeitiger Wasserdichtigkeit gezeigt (vgl. auch Tab. 70). Als Zementtraßmörtel wurde genommen: 1 Et. Zement + V2 Et. Traß + 4ty₂ Et- Sand. In der fertigen Mischung sind vom Kalktraßmörtel 3 Teile, vom Zementtraßmörtel 1 Teil enthalten, so daß das Gesamtergebnis ist V2 Et. Zement + D/2 Et. Kalkteig + 2*/₂ Kt. Traßmehl 6 Et. Sand. Die Zugfestigkeit dieser Mörtelmischung ergab sich nach 28 Tagen zu rund 13 kg/qcm, nach 3 Monaten zu rund 23,4 kg/qcm. Bei der Bauausführung stellten sich auch hier einige Erschwernisse für den Baubetrieb ein. Der Mörtel mußte morgens früher angemacht werden und durfte über Nacht nicht stehen bleiben, da es nicht für zulässig erachtet wurde, den Mörtel länger als eine Stunde angemacht stehen zu lassen; für die Listertalsperre 1 Et. Fettkalk + D/4 Et. Traß + 21/4 Kt. Sand. Mit Eiicksicht auf den kieselsäurereichen Sand ist hier der Traßzusatz etwas eingeschränkt worden.

Das Mischungsverhältnis für die Talsperre in Mauer war: 1 Et. Zement J/₂ Et. Traß 4- 73 Et. Kalk + 5 Et. Sand. Weiteres über Zementtraßmörtel s. u. a. die Untersuchungen von Hambloch in »Der Traß, seine Entstehung, Gewinnung und Bedeutung im Dienste der Technik u. Zentralblatt der Bauverwaltung 1912, S. 102.

Der Zementmörtel der amerikanischen Sperrmauern hat im allgemeinen die Zusammensetzung 1 Et. Zement auf 2—3 Et. Sand. Es wird meist Portlandzement verwandt, der bei einzelnen Anlagen (Sweetwater D.) aus Deutschland bezogen wurde. Als Beispiele sind hier zu nennen die Croten- und Wachusett-Talsperre (1:2 in Bruchsteinmauerwerk), die Sodom Sperrmauer (1 : 2 bis 3 in Bruchsteinmauerwerk). Die Assuansperrmauer ist an der Außenfläche ein Mischungsverhältnis 1 : 4 in Bruchsteinen gemauert.

Von französischen Sperrmauern in hydraulischem Kalkmörtel seien die folgenden erwähnt. Die Sperrmauer von Ternay (erbaut um 1860) ist erbaut mit einem Mörtel, zu dessen Bereitung 400 kg hydraulischer Kalk von Teil auf 1 cbm Granitsand gemischt wurde. Die rechnerische Beanspruchung des Mauerwerks wurde bis 14 kg/qcm zugelassen. Bei der Talsperre von Pas du Eiot (1873—78) wurden 380 kg hydraulischer Kalk auf 1 cbm Sand, in Chartrain (1888—92) 340 kg hydraulischen Kalk auf 0,90 cbm Granitsand, der durch Zerkleinern des Gesteins gewonnen wurde, gemengt. Die Mauern von Echapre (1894—98), Cotatay (1900—04) und Ondenon (1901—04), sämtlich im Loiregebiet gelegen haben einen Mörtel, der aus 380 kg hydraulischen Kalk auf 1 cbm Loiresand gemischt wurde⁷).

Es erhellt nach allen diesen Ausführungen, daß bei der Wahl des geeignetsten Mörtels im gegebenen Falle eines Talsperrenbaues vor allem die Kostenfrage von ausschlaggebender Bedeutung ist, ob man sich für Traßmörtel, Zementmörtel, Zementtraßmörtel oder, sofern dies nähere Untersuchungen als zulässig erscheinen lassen, für eine andere Mörtelart entscheidet. Die für die einzelnen Mörtelsorten vorhandenen Vor- und Nachteile wird man in anbetracht, daß mit allen diesen Mörteln ausgeführte Talsperren sich im Betriebe sicher und dauerhaft erweisen, wohl einschätzen aber nicht als durchschlagend dort ansehen können, wo bei den großen Massen des Mauerwerks durch die Verwendung der einen oder anderen Mörtelart bedeutende Kostenunterschiede hervorgerufen werden. Für Westdeutschland wird im allgemeinen der Traßkalkmörtel in betracht kommen, während im Osten der Zementmörtel sich billiger stellt, dem man aber selbst unter Aufwendung einiger Mehrkosten zweckmäßig einen Zusatz von Traß gibt, um von den vorteilhaften Eigenschaften dieses Bindemittels Nutzen zu ziehen.

92,83 v. H. 97,29 v. H. 97.3 v. H. 0,11    »    0,56    »    0,3    »

2,15    »    2,4    »

§ o7. Die Bindemittel. Für die Beurteilung der Güte des Zementes sei auf die Normen für die einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandzement hingewiesen⁸). Es würde an dieser Stelle zu weit führen, auf die Eigenschaften der hydraulischen Kalke und des Weißkalkes im einzelnen einzugehen. Einiges über die notwendigen Eigenschaften der letzteren enthalten die in § 67 abgedruckten Ausführungsbedingungen (s. auch S. 186). Zum allgemeinen Anhalt sei bemerkt, daß z. B. der bergische, zu Talsperrenbauten vielfach verwandte gebrannte Kalk etwa folgende chemische Zusammensetzung

Calciumoxyd (CaO) Magnesiumoxyd (MgO) Eisenoxyd (Fe₂0₃) Kieselsäure und Tonerde

96-98 v. H. 0.3—1.8

0,2

2,0

hält etwa

(Si0₂, A1₂0₃)

Dazu treten Spuren unlöslicher Teile. Der hydraulische Kalk von der Lahn ent

Calciumoxyd Magnesium oxyd

Der Rest besteht aus Tonerde, Eisenoxyd, Kieselsäure, Alkalien usw.

v. H.

Solinger Talsperrenbau. Der verwendete Kalk war kohlensaurer Kalk,tder in Wagenladungen als gebrannter Kalk auf die Baustelle gebracht und hier in Pfannen abgelöscht wurde (Weißkalk). Nach den chemischem Analysen war im Kalkstein enthalten:

Probe I

Probe II

Kohlensaurer Kalk

Kohlensäure Magnesia

97,62 v. H. 98,16 v. H.

0,31    »

1,36    »

0,76

Unlösliches Eisenoxyd + Tonerde 1,62 Der Kalkstein enthielt im Mittel (Rest kohlige Substanz) 97—98 v. H. an kohlensaurem Kalk. Der gebrannte Kalk enthielt:

Probe I Probe II Probe III

Kalk Magnesia

Unlösliches, Eisenoxyd, Tonerde pp. 7,36    »

Die Ergiebigkeit des Kalkes war derart, daß aus 5 kg Kalk i. M. 15 1 Kalkteig gewonnen wurden. Der Gehalt des zum Mörtel verwandten Kalkteiges an hygroskopischem Wasser betrug etwa 43 v. H., wobei 1 1 eingefüllt 1,375 kg wog. Der gelöschte Kalk mußte in den Gruben vier Wochen lang vor seiner Verwendung gelagert haben und eine geschmeidige, nicht körnige oder knotige Beschaffenheit besitzen. Für einen größten täglichen Mörtelverbrauch von 120 cbm war hiernach ein Grubenraum von rund 1300 cbm geschaffen.

Über Kalk und Kalkmörtel vgl. auch Mitteilungen aus den Königl. Technischen Versuchsanstalten zu Berlin 1894. Viertes Heft S. 156.

Der Traß wird aus hydraulischen Tuffsteinen gemahlen, die sich vornehmlich im Nettetale bei Andernach finden. Er hat eine bläulichgraue Farbe. Für vorliegende Zwecke nicht verwendbar ist der sogen. Bergtraß (Wilder Traß, Leucitstoff), der sich besonders im Brohltale findet. Dieser Traß hat das chemisch gebundene Wasser verloren und ist deshalb als Mörtelbildner wertlos. Der unbrauchbare Traß ist in der Farbe etwas gelblicher, aber im ganzen mit dem Auge vom guten Traß wenig zu unterscheiden. Es kamen früher viele Fälschungen vor. Es ist daher gewöhnlich vorgeschrieben, daß der Traß aus dem Nettetale kommen muß. Der Traß ist vermutlich auf vulkanischem Wege entstanden. In den Tuffsteingruben im Nettetale (Abb. 292) findet sich in der Regel unter einer Humusschicht von etwa einem halben Meter Stärke

eine Bimsteinablagerung in etwa 2 m Höbe. Dann folgt Tutfasche in einer Mächtigkeit von 5—20 m. Unter der Grundwasserlinie steht dann der eigentliche Tuffstein stellenweise in Lagen bis 25 m Höhe an. Das Tuffgestein hat in den oberen Schichten meist eine gelblich graue Farbe. Darunter wird der Stein grau und der unterste Stein hat eine bläulichgraue Farbe. In gleichem Maße nimmt die Härte des Steins zu. Vielfach wird vorgeschrieben, daß das Traßmehl zur Hälfte aus gelben und aus je einem Viertel aus grauen und blauen Steinen gemahlen werden müsse.

Die Verwertung von Traß als Mörtelbildner in Verbindung mit Kalk ist alt, und Reste von Bauwerken am Rhein lassen darauf schließen, daß ihn bereits die Römer auf Grund der Erfahrungen mit Puzzolanen in ihrer eigenen Heimat in Deutschland zur Mörtel-

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Abb. 292. Tuffsteingrube bei Kruft im Nettetale für die Gewinnung von Traß.

in letzterer Hinsicht seine Brauchbarkeit an den altüberlieferten

bereitung gebraucht haben. In neuerer Zeit hat der Traßmörtel erhöhte Bedeutung infolge seiner Verwendung bei der Errichtung massiger Ingenieurbauten gewonnen, so bei den Talsperren und großen Hafen-, Dock- und Schleusenanlagen an der See. Eine Reihe von Sperrmauern, welche in den letzten Jahren in Rheinland und Westfalen hergestellt bzw. in der Ausführung begriffen sind, enthalten etwa 1 Mill. cbm mit diesem Mörtel hergestelltes Mauerwerk. Diese ausgedehnte Anwendung gab naturgemäß Veranlassung, den Traß auf seine chemischen und physikalischen Eigenschaften und seine Verwendungsfähigkeit für die Mörtelbereitung erneut wissenschaftlich und praktisch zu prüfen, wenn zwar

Bauwerken unzweifelhaft erkannt war. In den Kreis dieser Untersuchungen wurde auch

die Frage der Verbesserungsfähigkeit des Zementmörtels durch Traßzusatz gezogen und die Bewährung solcher Mörtelmischungen im Süß- und Seewasser unter den verschiedensten Bedingungen für die Erhärtung erprobt. Diese Ermittlungen mit Aufwendung nicht unbedeutender Geldmittel haben wertvolle Aufschlüsse geliefert und zu Vorschlägen für einheitliche Prüfungsnormen geführt nach Art der für die Zementprüfung bestehenden Grundsätze⁹).

58 v. H.

Die chemische Zusammensetzung des Traßes ist im Mittel die folgende Kieselsäure (SiOo)

15

Tonerde (AI0O3)

Eisenoxyd (Fe203)

Eisenoxydul (FeO)

0,5 *

Titansäure (TiOs)

Kalk (CaO)

2,17 » 4,5 » 4,8 »

Magnesia (MgO)

Kali (K₂0)

Natron (Na₂0)

Dazu treten Spuren von Phosphorsäure (PO4H3) und Schwefelsäure (II0SO4), mechanisch gebundenes (etwa 3—4 v. H.) und chemisch gebundenes Wasser (7—8 v. H.).

Die Erhärtung des Traßkalkmörtels beruht auf einer Bildung von Hydrosilikaten, indem sich die lösliche Kieselsäure unter der Einwirkung von Wasser mit dem Kalk vereinigt. Der Kalk kann gebrannter Fettkalk oder hydraulischer Kalk sein. Die Erhärtung erfolgt bei Zutritt von Luft anfänglich schneller als unter Wasser, schreitet später aber in beiden Fällen in gleichem Maße fort. Doch muß bei der Lufterhärtung stets eine genügende Wasserzuführung vorhanden sein (s. S. 475). Es hat sich bei Versuchen ergeben, daß die Erhärtung mit hydraulischen Kalken im allgemeinen inniger ist und höhere Festigkeiten liefert. Doch wird im praktischen Baubetriebe meistens Fettkalk verwandt. Der im Mörtel enthaltene Sand wirkt bei dem Erhärtungsvorgange nur physikalisch mit. Weiteres über den Traß und seine Eigenschaften s. die Schriften von Hambloch, der Traß, seine Entstehung, Gewinnung und Bedeutung im Dienste der Technik u. a. m.

Prüfung von Traß. Einen guten Anhalt für den Vorgang der Prüfung und die Bedingungen der Güte geben die Beschlüsse des deutschen Verbandes der Materialprüfungen vom 29. September 1900, die abgedruckt sind im Heft 1 des Jahrganges 1901 der Mitteilungen aus den Königl. Techn. Versuchsanstalten zu Berlin. Diese Beschlüsse sind neuerdings zu Normen erhoben (abgedruckt a. a. 0. 1910, Heft 2 und 3).

Die wesentlichsten Bestimmungen sind folgende:

Die Mahlfeinheit des Trasses wird durch eine Siebprobe geprüft (etwa 20 g). Dabei soll der Rückstand auf ein 900-Maschensieb (ein Sieb mit 900 Maschen auf 1 qcm) höchstens 20 v. H. betragen, und mindestens 50 v. H. sollen durch ein 5000-Maschen-sieb gehen. Größte Feinheit der Mahlung ist Vorbedingung, um im Mörtel eine gute Verteilung und eine innige chemische Verbindung zu sichern. Aus diesem Grunde geschieht das Mahlen des Trasses meist in den Traßgruben, weil hier die dauernden Einrichtungen sorgfältig getrotfen werden können, im allgemeinen besser als für die vorübergehenden Zwecke einer Bauausführung. Vereinzelt, wie z. B. bei der Gileppe-Talsperre, hat die Mahlung auf der Baustelle stattgefunden.

Die Untersuchung auf Trocken- und Glühverlust, um den Gehalt an hygroskopischem (mechanisch festgehaltenem) und chemisch gebundenem Wasser zu erkennen,

gibt Aufschluß darüber, ob der Traß aus guten hydraulischen Tuffsteinen oder verwittertem Gestein gewonnen ist. Das aus Bergtraß gewonnene Mehl hat neben einem geringeren Gehalt an Hydratwasser meist nur hygroskopisches Wasser.

Ermittlung des Trocken- und Glühverlustes. Das Traßmehl (20 g) wird bei 98° C in einem Wassertrockenschrank etwa drei Stunden lang erhitzt. Nach dem Erkalten wird die Gewichtsabnahme an etwa 10 g mittels einer chemischen Wage festgestellt; daraus ergibt sich der Gehalt an hygroskopischem Wasser. Dieses Verfahren bildet kein Merkmal für die Güte, sondern liefert nur den trockenen Traß für die Ermittlung des Glühverlustes. Hierzu werden die zweiten 10 g weitere 40 Minuten in einem sogenannten Glühofen (Hempel) bis zur Rotglut erhitzt. Nach dem Erkalten wird wiederum die Gewichtsabnahme festgestellt, bezogen auf den trockenen Traß. Das Ganze ist ein peinlich genaues Verfahren. Immerhin ist es auf dem Baubureau mit guten Apparaten leicht durchführbar. Guter Traß aus hydraulischem Tuffstein soll mindestens 7 v. H. Glühverlust (Hydratwasser, chemisch gebundenes Wasser) ergeben. Guter Tuffstein enthält meist mehr. Der Gehalt an hygroskopischem Wasser sollte höchstens 4 v. H. betragen.

Den besten Aufschluß über die Güte geben im übrigen auch hier Zug- und Druckfestigkeitsprüfungen nach 14, 28 und 42 Tagen, die während der Bauausführung nie unterbleiben sollten. In den oben erwähnten Vorschriften ist als Normenmischung 1 Et. Traß, 1 Rt. Normenkalkbrei und 1 Rt. Normalsand bestimmt. Diese Mischung soll nach 28 Tagen Erhärtung (3 Tage an feuchter Luft 15—20° C], 25 Tage im Wasserkasten von gleicher Wärme) mindestens 14 kg/qcm Zugfestigkeit und 70 kg/qcm Druckfestigkeit aufweisen.

zum

Falls die Lieferung des Trasses auf die Baustelle in Stücken erfolgt, so müssen die Steine ein gleichmäßiges Gefüge haben und so fest sein, das sie beim Zerschlagen scharfkantigen Bruch zeigen und beim Aneinanderschlagen wie Porzellan klingen. Steine, die sich in den Fingern zerreiben lassen oder mit denen Striche wie mit Kreide gezogen werden können, sind unbrauchbar. Die Steine müssen ausgetrocknet sein, so daß sie sich gut mahlen lassen und ein Mindestgewicht von 1 kg/1 haben. Im allgemeinen ist das Rohmaterial des Trasses gegen Feuchtigkeit unempfindlich und seine Güte leidet nicht durch den Zutritt von Wasser, wie dies z. B. beim Zement der Fall ist. Aber Mischen muß das Traßmehl vollkommen trocken sein. Vgl. auch S. 186 unten. Beschaffenheit des Wassers. Das für die Mörtelbereitung zu verwendende Wasser muß rein und frei von schädlichen Beimischungen sein. Es darf vor allem keine Humussäure enthalten, wie sie sich sehr leicht in moorigem Boden vorfindet; denn diese übt auf Zement und Kalk einen zersetzenden Einfluß aus. Beim Bau des Altenweihers wurde aus diesem Grunde nicht unmittelbar aus dem Bachlauf an der Baustelle das Wasser entnommen, sondern weit hergeleitet; ebenso war bei den Bauten des Solinger Wasser- und Elektrizitätswerkes die Benutzung des Wupperwassers für die Mörtelbereitung nicht gestattet, da dieses Wasser durch die Abgänge aus den Färbereien, der Kanalisation und den Farbfabriken der oberhalb gelegenen Städte Barmen und Elberfeld stark verunreinigt ist.

§ 58. Festigkeitsprüfung der Mörtel. Gemeinhin für den Gebrauch gegebene Festigkeitszahlen mögen für allgemeine Vorermittlungen Wert haben; auch für solche Bauten haben sie Geltung, bei denen die Bedeutung des Mörtels zurücktritt. Bei den massiven Ingenieurbauten von heute nimmt aber die Frage des Mörtels eine besondere Stellung ein. Da ist es nötig, sich über das Gewicht des Mörtels, die Dichtigkeit und Festigkeit und damit im Zusammenhang stehend Uber die Kosten des Mörtels ein genaues Bild zu verschaffen. Man wird solch einen Mörtel wählen, der dem Zwecke des Baues am besten angepaßt ist; d. h. den billigsten Mörtel, der eben jene Festigkeit und Dichtigkeit besitzt, die der in Rede stehende Bau verlangt. Ein Überschuß hieran

31

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

ist unnötig und würde den Bau nur verteuern. Daher muß die große Bedeutuug hervorgehoben werden, die solche Untersuchungen vor Beginn des Baues bei umfangreichen Anlagen dieser Art haben. Intze wandte diesem Gegenstände sein besonderes Interesse zu, und seine eingehenden Untersuchungen sind bemerkenswert und bedeutsam für den ganzen deutschen Talsperrenbau geworden¹⁰).

Die späteren Untersuchungen während der Bauausführung sollen vornehmlich das Vorhandensein der Beschaffenheit und Güte nachweisen, die bei der Wahl des Mörtels und der sonstigen Baustoffe vorausgesetzt wurde. Es würde den Rahmen dieser Schrift überschreiten auf die Einzelheiten der Festigkeitsversuche an dieser Stelle näher einzugehen. Der Vorgang dieser Versuche ist durch amtliche Normen meist vorgeschrieben¹¹).

Druckfestigkeitsproben sind auf dem Baubureau im allgemeinen nicht üblich. Die hierzu erforderlichen Würfel (⁵⁰/₅₀ mm Seitenlange) müssen sehr sorgfältig hergestellt und abgeschliffen werden. Die Druckvorrichtung selbst ist ein umfangreicher Apparat. Alles dieses ist für die Baustelle meist zu umständlich. Wo Druckversuche nötig erscheinen, begnügt man sich meist damit, die Druckkörper (Würfel) anzufertigen und einer Versuchsanstalt zur weiteren Behandlung zuzustellen. Es kommt auch in Betracht, die Mörtelmaterialien roh einzusenden. Auf der Baustelle, begnügt man sich gewöhnlich mit Zugproben. Allgemein und zur ungefähren Übersicht gibt das meist für die einzelnen Mörtelsorten gleichbleibende Verhältnis von Zug- zu Druckfestigkeit einigen Anhalt, um aus der auf der Baustelle ermittelten Zugfestigkeit auf Druckfestigkeit zu schließen. Es ist z. B. dieses Verhalten für Zementmörtel etwa 1:10, für Traßmörtel etwa 1:7—8.

Auch für Dichtigkeitsproben der Mauer- und Putzmörtel u. a. m. sind geeignete Apparate auf der Baustelle meist nicht vorhanden und man tut gut, die Baustoffe an eine Versuchsanstalt einzusenden.

Bei allen Festigkeitsversuchen sollte von dem Gesichtspunkt ausgegangen werden, alle Baustoffe und die Mörtelmischungen möglichst unter Bedingungen zu prüfen, wie sie in den Bauwerken Verwendung finden. Daher tut man gut, bei den Festigkeitsprüfungen, im besonderen des Mörtels an der Talsperre, das Untersuchungsmaterial dem Baubetriebe (der Mörtelbütte) unmittelbar zu entnehmen, wobei nur die gröbsten Kieselsteine durch Absieben entfernt werden. Dies kann geschehen auf einem Siebe, welches vier Maschen auf 1 qcm enthält. Nach dieser Seite sind also die Versuche auf dem Baubureau den wirklichen Vorgängen in der Mauerung so weit als möglich anzupassen, damit ein erstes Erfordernis für die Beurteilung der Güte des Bauwerks erfüllt wird. Teils zum Vergleich mit den auf der Baustelle ausgeführten Proben, teils um besondere Fälle zu untersuchen, wofür geeignete Hilfsmittel in der Regel nicht zur Verfügung stehen, empfiehlt es sich, Versuche bei einer Prüfungsanstalt ansführen zu lassen.

von

Für die Prüfung von Beton s. 1. Allgemeine Bestimmungen für die Vorbereitung, Ausführung und Prüfung von Bauten in Stampfbeton, 2. Normen für vergleichende Druckversuche mit Stampfbeton. 3. Bestimmungen für Druckversuche bei der Ausführung Bauten mit Stampfbeton. Aufgestellt vom deutschen Ausschuß für Eisenbeton 1908.

Mörtelfestigkeit in den Bauwerken. Neben der Kenntnis der Eigenschaften von Mörtelmischungen, wie sie durch normenmäßige Laboratorium versuche gewonnen wird, ist es für die Beurteilung der Standfestigkeit eines Baues notwendig, den Grad der Mörtelerhärtung im Bauwerk selbst zu kennen. Denn der Erhärtungsvorgang ist nicht allein abhängig von der Beschaffenheit der Bindestoffe, der Korngröße des Sandes, der Herstellungsweise des Mörtels von Hand oder in Maschinen, der Menge des Anmachewassers, der Lagerung an der Luft oder unter W asser und anderen mehr chemi-

scheu Einflüssen, sondern auch von einer Reihe äußerer Umstände mechanischer Natur, die sich aus der Art ergehen, wie sich die Mauerarbeit auf dem Bauplatze vollzieht. Man muß sich also vergegenwärtigen, daß auch bei sonst gleicher Beschaffenheit der Bindemittel nicht jene Festigkeit, die die unter bestimmten Bedingungen im Hammerapparat nach starker Verdichtung hergestellten Probekörper liefern, die Sicherheit des Bauwerkes kennzeichnet, sondern daß jenes Maß der Erhärtung ausschlaggebend ist, das der Mörtel unter den natürlichen Formen der Bauausführung erreicht,

¹

   Zeitschr. f. Bauwesen 1889.

²

   Zeitschr. f. Bauwesen 1893.

³

   Zentralbl. d. Bauverw. 1909, S. 16.

⁴

Zentralbl. d. Bauverw. 1903, S. 352.

⁵

   Zentralbl. d. Bauverw. 1903, S. 349. Über Zementtraßmörtel beim Bau der Talsperren in Sachsen s. Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtsch. 20. 8 1912.

⁶

²)    Zeitschrift für Bauwesen 1904, S. 659.

⁷

Bellet, Barrages en Maçonnerie, S. 48, 167 u. f.

⁸

Neu herausgegeben vom preuß. Min. d. öff. Arbeiten im Jahre 1911.

⁹

s. S. 541 (Literaturnachweis).

¹⁰

   s. S. 469.

¹¹

   Näheres u. a. »Der Portland-Zement und seine Anwendung«. 1912.

wenn er vom

Maurer durch einfachen Handstrich mit der Kelle in die Fugen der Mauersteine eingebracht wird. Zur Geltung kommt hierauf weiterhin die Anbindefähigkeit von frischem Mörtel an altabgebundenes Mauerwerk und die Anhaftung, die er an der Steinfläche erlangt, wodurch der Zusammenhang des Mauerkonglomerats herbeigeführt wird, ferner der Einfluß des Lehmgehaltes im Sand. Folgen für den späteren Zustand und Interesse für den praktisch ausübenden Ingenieur haben außerdem einige Fälle, die sich im Baubetriebe öfters wiederholen. Es ist dies die Frage nach der Verminderung der Abbindefähigkeit des Mörtels, wenn er fertig angemacht längere Zeit steht, und die nach der Einwirkung des Frostes auf den ErhärtungsVorgang.

Über diese Erscheinungen Aufklärung zu gewinnen, war der Zweck von Untersuchungen, die der Verfasser in den Jahren 1901/02 im Baubetriebe bei den Solinger Talsperrenbauten durchführte. Wenn diese Versuche auch nicht umfangreich waren und in dem Rahmen, wie es die einfachen Hilfsmittel der Baustelle zu gestatten pflegen, erfolgten, so mögen sie immerhin für die Beurteilung einigen zahlenmäßigen Anhalt geben und an anderen Orten ausgeführte Untersuchungen, soweit solche vorhanden sind, ergänzen. Vor allem mögen sie es wünschenswert erscheinen lassen, nach dieser Richtung hin durch weitere Forschung bessere Erkenntnis zu suchen.

Die Versuche ergaben die bedeutend größere Zugfestigkeit eines Mörtels, der im Hammerapparat verdichtet wird, gegenüber der von Hand eingestrichenen Mörtels. Dieses Verhältnis war für Zementmörtel (1:3) mit Normalsand 1,7:1, mit Bausand 2,2:1, für Traßmörtel 1,3:1. Hiernach

würde z. B. bei fünffacher Sicherheit der normenmäßigen Festigkeit im Bau nur ^ bis ^ fache Sicherheit vorhanden sein. Die Anhaftung von neuem an alterhärtetem Mörtel war bei Zementmörtel etwa 1/3 bei Traßmörtel rund V2 der Festigkeit der Probeträger aus gleichen Bindestoffen. Die Anbindefähigkeit an einer Steinfläche war für Zementmörtel i/z bis V2, für Traßmörtel nur etwa V3 der Mörtelfestigkeit. Die Abbindefähigkeit von Zement- und Zementtraßmörtel, welcher nach seiner Zubereitung nicht sogleich vermauert wird, nahm zunächst nur langsam ab. Ein Teil der Erhärtungsfähigkeit war selbst dann noch vorhanden, wenn der Mörtel angemacht mehrere Tage gestanden hatte. Ebenso ergab sich, daß der Frost die Abbindefähigkeit des Mörtels nicht vernichtet, sondern nur wenig verringert hatte. Traßmörtel, der mit gefrorenem und aufgetautem Kalk hergestellt wurde, zeigte nur eine Verminderung, nicht volle Aufhebung der Erhärtungsfähigkeit.

Die Ergebnisse, die für Talsperrenausführungen nicht ohne Interesse sind, sind im einzelnen mitgeteilt in der Zeitschrift für Bauwesen 1904, S. 319 und im Zentralblatt der Bauverwaltung 1905, S. 65. Über die Festigkeits- und Dichtigkeitsversuche an Traß- und Traßzementmörtel s. S. 469.

Es wäre von Bedeutung, wenn diese nur auf die Zugfestigkeit bezugnehmenden Ermittlungen auf die Feststellung der Druckfestigkeit unter gleichen Umständen und auf längere Zeiträume ausgedehnt würden. Denn es scheint nicht angezeigt, aus den unter normalen Verhältnissen vorhandenen Beziehungen zwischen Zug- und Druckfestigkeit im vorliegenden Falle ohne weiteres Rückschlüsse zu ziehen. Auch möchte es sich empfehlen, entsprechende Dichtigkeitsversuche mit Mörtel vorzunehmen, um nach dieser Richtung den Zustand in den Bauwerken zu erproben.

Die vorerwähnten dem tatsächlichen Bauvorgange angenäherten Versuche sind nur an kleinen Probestücken ausgeführt, und man darf nach Beobachtungen im Mauerbetriebe nicht zweifelhaft sein, daß der Erhärtungsvorgang in großen Mauerkörpern sich unter Umständen anders gestaltet¹). Zudem ist hier nur der Mörtel untersucht worden. Für die Beurteilung der Güte des Mauerwerks selbst treten noch eine Beihe weiterer Einflüsse hinzu. Es ist da die Frage, inwieweit etwa ein größerer oder geringerer Mörtelgehalt, die Verwendung großer oder kleiner Steine, die mehr oder minder sachgemäße Arbeit, Beschleunigung der Mauerung, Auszwickung und Verspannung im Bruchsteinmauerwerk, enge und starke Fugen im Ziegelmauerwerk u. a. m. neben der Art und Beschaffenheit des verwandten Steinmaterials Einwirkung auf die Festigkeit und Dichtigkeit eines geschlossenen Mauerkörpers haben. Das Gleiche gilt auch für den Beton, der im Bau bei der dort üblichen Arbeitsweise meist nicht so vorteilhafte Eigenschaften aufweist wie in Versuchen. Schon die Druckversuche mit Betonklötzen bis zu 30 cm Würfelgröße, die mit zunehmender Körpergröße eine Abnahme der Festigkeit ergeben haben²), deuten darauf hin, daß große Mauermassen nicht das gleiche Widerstandsvermögen, auf die Einheit bezogen, besitzen wie kleine Körper. Die dabei festgestellte Abnahme der Dichte mit zunehmender Körpergröße dürfte eine Erklärung für diese Erscheinung abgeben. Große Stücke können selbst bei sorgfältigsten Versuchen nicht so verdichtet, geschlossen und frei von Fehlern hergestellt werden wie kleine. Noch mehr aber ist dies der Fall im praktischen Mauerbetriebe.

zu

Endgültige Ergebnisse können hier nur Erprobungen im großen liefern, die der Ausführungsweise der gewöhnlichen Mauerung angepaßt sein müßten. Man darf sich zwar nicht verhehlen, daß solche Versuche, soweit sie überhaupt ausführbar sind, schwierig und kostspielig sind. Aber es muß im weiteren Rahmen mit als eine Aufgabe der Mauertechnik angesehen werden, den tatsächlichen Zustand in den Bauwerken zu erforschen, um trotz mancher Verschiedenheit der Ausführung, wie sie örtlich vorhandene Umstände im Einzelfalle mit sich bringen, allgemein gültige Gesichtspunkte finden und für die statische Berechnung ein möglichst klares Bild über die zulässigen Beanspruchungen zu gewinnen.

§ 59. Die Mörtelbereitung. Für die Mörtelmischung mit Maschinen haben an den rheinisch-westfälischen Talsperren bisher zwei Arten von Mischtrommeln Verwendung gefunden: solche mit lotrechter und solche mit wagerechter Achse. Die ersteren haben wagerechte, mit Zinken besetzte Arme, die letzteren kommen hauptsächlich in der Anordnung vor, daß die an zwei wagerechten Achsen befestigten Arme, welche innerhalb einer Trommel sitzen, annähernd zur Hälfte übereinander greifen. Welche von den beiden Arten ist die vorteilhaftere?

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Bei den lotrecht gestellten Trommeln wird im allgemeinen Sand und Traß Hand vorgemischt und sodann dieses Gemenge zugleich mit dem Kalk der Mischtrommel zugeführt. Der fertige Mörtel fließt aus der Trommel ununterbrochen aus, während beim Einlauf, um das vorgeschriebene Mischungsverhältnis zu wahren, jede Mischung in sich abgeschlossen ist. Bei den wagerecht liegenden Trommeln wird entweder Kalk und Traß zunächst vorgemischt und dann der Sand nach und nach zugesetzt, oder es werden alle drei Bestandteile zugleich in den Trichter geschüttet. Jede Mischung findet

*) Vergl. Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 522.

2) Zentralbl. d. Bauverwaltung 1904, S. 290.

Anfang bis zu Ende für sieb statt. Hierin liegt der kennzeichnende Unterschied der beiden Zubereitungsarten. Das Endergebnis, d. h. die Gleichartigkeit des Gemenges, ist in beiden Fällen als dasselbe anzusehen. Beide Maschinenarten liefern einen durchaus guten und innig gemischten Mörtel von gleichmäßiger Farbe, und die mit Mörtel aus diesen Verfahren in einigen Versuchsreihen bei den Solinger Talsperrenbauten angefertigten Probekörper ließen in ihrer Zugfestigkeit einen Unterschied nicht erkennen. Man möchte hiernach annehmen, daß die Reihenfolge, in der die drei Bestandteile Kalk, Traß und Sand zueinander geführt werden, praktisch ohne Einfluß auf die spätere Festigkeit ist, wenn zwar die vorherige Mischung von Kalk und Traß das mehr naturgemäße Verfahren ist.

Die Kosten stellen sich bei dem Mischverfahren in den Maschinen mit wagerechten Achsen wesentlich billiger. Das Vormischen von Sand und Traß bei den senkrechten Trommeln erfordert für jede Maschine bei rund 50 cbm Mörtel als Tagesleistung etwa sechs Mann. Bringt man den Tagelohn mit 3,50 Mk. in Ansatz, so ergibt dies 21 Mk. Kosten. Bei den wagerechten Trommeln fällt das Vormischen von Hand fort. Hier können also die oben angegebenen 21 Mk. täglich erspart werden, ohne daß ein größerer Kraftaufwand der Maschine erforderlich wird. Überdies gestaltet sich der Betrieb bei wagerechten Trommeln sehr einfach und glatt. Der Raum deb Trockenmischbühne erübrigt sich, ein Umstand, der bei den an den Berghängen sehr beengten Platzverhältnissen von Wichtigkeit ist, und man vermeidet die bei dem Vormischen von Hand lästige Staubentwicklung. Die wagerechten Trommeln haben daher für die Traß-mörtelbereitung mancherlei Vorzüge vor der anderen Maschinenart. Kollergänge sind bei den rheinisch-westfälischen Talsperrenbauten bisher nicht zur Anwendung gekommen. Diese Maschinen dürften auch nur dann geboten sein, wenn der Traß in Stücken zur Baustelle angeliefert wird und seine Mahlung, nachdem die Zerkleinerung zu Schottergröße in Steinbrechern erfolgt ist, mit der Mörtelbereitung in den Kollergängen geschieht.

Die Mörtelanlage stellt einen bedeutsamen Teil des gesamten Baubetriebes dar, dessen jederzeit sicheres Arbeiten von hohem Wert für einen geordneten Verlauf der "Mauerung ist. Die Anlage muß darum auf festem Unterbau, am besten gemauertem Grundwerk errichtet werden. Man muß bedenken, daß die Einrichtung meist mehrere Jahre zu überdauern hat und daß die Belastung der Maschinen bei der steifen Mörtelverarbeitung eine starke ist. Bei nicht genügend sicherer Unterstützung entstehen leicht zitternde Bewegungen der Gerüste, und die Folgen davon sind Brüche in den Zahnrädern oder sonstige Schäden. Das zieht kostspielige und empfindliche Störungen im Mauerbetriebe nach sich, da auf der Mauer ständig eine große Anzahl von Maurern auf die Zufuhr frischen Mörtels harrt. Aus diesem Grunde erscheint es auch geboten, für

je zwei bis drei Mörteltrommeln eine Ersatzmaschine aufzustellen.

Der Kalk muß, wie auf S. 478 bemerkt, vier Wochen in der Grube abgelöscht lagern. Über den durch diese Forderung bedingten Bestand hinaus empfiehlt es sich, um Schwankungen in der Materialienzufuhr auszugleichen, einen Vorrat von etwa 25 v. H.

Kalk auf der Baustelle für den Notfall bereit zu halten. Das Ablöschen des Kalkes ist eine wichtige Sache, und es müssen damit durchaus sachverständige, mit der Natur des Kalkes vertraute Leute beauftragt sein. Ersparnisse an Lohn bringen hier mancherlei Schaden mit sich, wenn schlecht oder ungenügend abgelöschter Kalk später nicht verwendet werden kann. Maschinen-, im besonderen elektromotorischer Betrieb, ist in Zeit mehrfach mit Vorteil zur Anwendung gekommen. Die Mörtelbereitung mit

für den Hauptbedarf des

an

neuerer

Maschinen ist im allgemeinen selbst auf großen Baustellen nur

Mauerwerks üblich. Alle übrigen in geringeren Mengen gebrauchten Mörtel, wie z. B. für den Verputz an der Wasserseite, Verblendung an der Luftseite, Stollenabmauerung u. a. m., werden in der Regel von Hand bereitet. Von Einfluß auf diese Herstellungsweise ist der Umstand, daß für diese Mörtel meist nur ein vorübergehender, in Zeitabschnitten sich wiederholender Bedarf eintritt.

Lauchensee-Weiher. Die Tuffsteine wurden auf der Baustelle durch den Steinbrecher zunächst zu Mahlgruß zerkleinert, der Sand und Steine bis zu etwa Wallnußgröße enthielt. Dieser Mahlgruß kam dann beim Anmachen des Mörtels in den Kollergang. Der Vorgang der Sand-gewinnung war folgender: Die Steine kamen zunächst in den Steinbrecher. Das zerquetschte Material wurde mittels Becherwerk in ein Sandtrommelsieb geworfen, alle sandgroßen Teile fielen in einen Kippwagen. Das mittlere Brechgut von 4—40 mm Größe ging durch die Schüttrinne zum Walzwerk. Der zerquetschte Sand wurde mittels desselben Becherwerkes wieder in die Sandsiebtrommel gebracht. Es kamen ständig von der einen Seite die Steinschrotten, von der andern Seite der Sand in die Mulde des Becherwerkes, um gemeinsam gehoben zu werden. Die Sanderzeugung betrug in einer Stunde etwa IV2 cbm. Für die Mörtelbereitung wurde der Kalk und Traß zunächst in den Kollergang gebracht und unter reichlichem Wasserzusatz einige Minuten lang gemischt. Dann wurde allmählich Sand von Hand zugeschaufelt. Jede Mörtelbereitung erforderte 10 Minuten Zeit und maß etwa V4 cbm. Der Mörtel wurde steif verarbeitet. Der Mörtelgehalt des Mauerwerkes betrug 35 v. H. Dieser so gewonnene Traßmörtel stellte sich billiger als der Zementkalkmörtel. Näheres siehe Zeitschrift für Bauwesen 1902, S. 222.

Bemerkt sei, daß beim Bau der Urfttalsperre Maschinen mit horizontaler Welle verwendet wurden. Kalk und Traß wurde zunächst gemengt und dann der Sand zugesetzt. Traß und Sand kamen in 3—4 m, Kalk in 6 —8 m über Mauerkronenhöhe an, um dann dem Schwergewicht folgend bei der Mörtelbereitung zur Mauer zu gelangen. Die Kalkablöschung geschah auf maschinellem Wege in einer elektrisch betriebenen Löschtrommel mit schaufelförmigen Armen, wobei ein beständiger Betrieb stattfand, indem die Kalkmilch dauernd aus der Trommel abfloß.

Beim Bau der Talsperre von Marklissa wurde Sand, Zement und Traß von Hand trocken vorgemischt und dieses Gemenge dann mit Kalkbrei zusammen in einer Schnecke durchgerührt. Die Abfuhrgleise lagen über Mauerkronenhöhe. Der Mörtel wurde durch Schüttrinnen in die Baugrube gefördert und dort in Karren verfahren.

§ 60. Die Erd- und Felsarbeiten. Über die Erfordernisse, die an den Baugrund bei der vorläufigen Prüfung zur Errichtung einer Talsperre zu stellen sind, ist früher gesprochen worden (s. S. 157 u. f.). Es sind dort die geologischen Vorarbeiten, Schürfungen und sonstigen Ermittlungen erörtert. Es sollen an dieser Stelle die Arbeiten für die Freilegung der Baugrube und Vorbereitung der Mauerung erörtert werden.

Aushub der Baugrube (Abb. 293). Die Förderung des Aushubes der Baugrube erfolgt mittels Bremsberge, Aufzüge, Krane, Seilbahnen u. a. m. Neben Sprengstoffen und Hacke sind in neuester Zeit Trockenbagger (Möhnetalsperre) und Dampfschaufeln (Amerika, Möhnetalsperre) angewendet worden. Wo es durchführbar ist, muß es als zweckmäßig erscheinen, die gesamten Abräumungs- und Felsarbeiten in einem Zuge hinauf bis zur zukünftigen Mauerkrone vor Aufnahme der Mauerarbeiten zu vollenden. Bedeutsam ist hierbei der Vorteil, daß man mit den Sprengungen in der Baugrube fertig wird, bevor das erste Mauerwerk angesetzt ist, so daß der spätere Mauerbetrieb hierdurch nicht gestört wird und Verschmutzungen der Maueroberfläche durch herabfallendes Erdreich und Gestein nicht Vorkommen können. Überdies erfordern nachträgliche Sprengungen im Bereich der Baustelle, wenn die Mauer bereits ein Stück hochgeführt ist, große Vorsicht, weil die Gefahr vorliegt, daß das noch frische Mauerwerk durch die Erschütterungen des Gebirges Schaden nimmt. Im übrigen bieten diese Arbeiten nichts Besonderes, und die wesentlichsten Gesichtspunkte werden aus Beschreibungen zu entnehmen sein, wie sich dieser Vorgang im Bau bei einigen neueren Ausführungen gestaltet hat.

Solinger Talsperrenbau (Abb. 294). Die Untergrundverhältnisse gestalteten sich im allgemeinen so, wie die Probeschürfungen ergeben hatten, welche an der Talsohle unterhalb der Mauer vor Inangriffnahme des Baues ausgeführt waren (Abb. 58 auf S. 163). Der obere Fels war lose und verwittert und mußte in 2 bis 2¹/₂ m Tiefe abgeräumt oder abgesprengt werden. Dann fing das gute Gestein an, aus kernigem Tonschiefer bestehend, stellenweise mit Quarz durchsetzt und meist von kristallinischem Gefüge (Grauwacke). Anderseits fanden sich aber auch Stellen, an denen ein wesentlich tieferer Eingriff als vorangegeben in den Fels notwendig wurde. In einer

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Abb. 293. Beginn der Felsarbeiten für die Freilegung der Baugrube der Mescheder Talsperre.

Ecke am rechten Hange sprang der Fels weit zurück und lag unter einer bis 7 m mächtigen Lehm- und Geröllschicht; am Grunde des linken Berghanges fand sich ebenfalls ein loser, weicher und stark verwitterter Fels bis 9 m Mächtigkeit, welcher abgeräumt werden mußte. Diese Mehrarbeit war unumgänglich erforderlich, um für die Talsperre eine feste Gründungssohle zu gewährleisten und um zu erreichen, daß das Mauerwerk überall an gesunden, tragfähigen und dicht geschlossenen Fels Anschluß erhielt. Der gesamte Felsausbruch wurde hiernach wesentlich größer, als vorausberechnet.

Der Bach wurde über die Baugrube, welche eine Tiefe von rund 6J/₂ bis 7,0 m erreichte, in einem Holzgerinne Ubergeleitet. Das Gerinne, von einer Anzahl Mittelstützen getragen, hatte bei 40 m Länge 1,4 qm Durchflußquerschnitt und trug gleichzeitig die Gleise der Förderbahn, welche Uber die Baugrube hinweg nach den unter-

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halb gelegenen Baustellen Fortsetzung fand. Der Wasserzulauf zur Baugrube war im allgemeinen gering, und eine für die Wasserhaltung aufgestellte Lokomobile mit Kreiselpumpe batte nur wenig Arbeit. Soweit der Fels mit Hacke und Brechstange zu beseitigen war, geschah dies. Wo aber ein an sich noch nicht genügend fester oder eine schlechte Schicht überlagernder Fels der Entfernung durch diese | Werkzeuge Schwierigkeiten ent--s gegenstellte, wurde er durch ₀ Sprengen gelöst. Das Bohren ^ der Sprenglöcher geschah hierbei ^ von Hand durch je zwei Leute.

Als Sprengstoff diente Pulver, ” das in Kugelform, lose geladen, -f im Bohrloch abgedämmt und § durch Zündschnur zur Explosion B gebracht wurde. Die für die “ Sprengung in der Sohle der eigentlichen Fundamentgrube « herzustellenden Bohrlöcher füll-^ ten sich nun während ihrer Her-| Stellung meist mit Wasser, so

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und schlecht oder gar nicht |j zündete. Auch haftete die Yer-g dämmung der Bohrlöcher an den ^ feuchten Wandungen nicht, so daß der Schuß wirkungslos auspuffte, selbst wenn eine Zündung erfolgte. An solchen Stellen wurde Dynamit zum Sprengen verwandt, wobei das gelockerte Gestein, soweit die bei der Sprengung etwa entstandenen Risse sich nach unten hin fortsetzten, durch Stange und Hacke entfernt werden mußte. Das Hinausschaffen der Geröll- und Bodenmassen aus der Baugrube im Tale geschah mittels eines Bremsberges, auf welchem die

beladenen Wagen von einer Dampfwinde hochgezogen wurden. An den Hängen wurde der Abraum staifelweise seitwärts auf wagerechter Bahn in die Ablagerung gefördert.

Unter der Baugrubensohle wurde ein Probeschacht von 2:2m Grundfläche bis 4 m abgeteuft, um die tieferen Gesteinsverhältnisse festzustellen (Abb. 73 auf S. 203). Diese zur größeren Vorsicht geführte Untersuchung zeigte, daß hier, wie in der übrigen Baugrube, ein fester Fels aus quarzhaltigem Tonschiefer von fester und gesunder Beschaffenheit anstand. Die Richtung und Lage der Felsbänke zeigte innerhalb der Baugrube einen großen Wechsel. Während der linke Hang und die Sohle eine gewisse Regel-

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Abb. 295. Verwerfungen am rechten Berghange in der Baugrube der Solinger Talsperre.

mäßigkeit der Schichten hatte, war der Fels des rechten Hanges stark (Abb. 295) verworfen. Die Bänke lagen wie kugelförmige Schalen jäh nach allen Richtungen durcheinander. In den tieferen Teilen der Baugrube konnte man genau verfolgen, wie die auf dem einen Hange vorhandenen Schichten sich auf dem gegenüberliegenden Talhange fortsetzten; die Mitte der Lagen war durch Auswaschung hinweggespült.

Die Baugrubensohle zeigte in der Abflußrichtung des Tales eine kleine Ansteigung von etwa 40 cm. Nach der Luftseite bm traten an den Hängen die guten Felsbänke bis auf etwa 30 m zusammen, während sie nach der Wasserseite auf 62 m auseinander gingen, so daß in der Druckrichtung der Wasserlast die Felswände die regelrechte Gestaltung des Widerlagers eiper Bogenbrücke besaßen. Diese günstige Gestaltung setzte

sich bis oben hin fort. Der Fels war überall geschlossen, und Erdklüfte zwischen den einzelnen Schichten und Bänken waren nicht vorhanden. Die Oberfläche hatte, wie für einen guten Eingriff des Mauerwerks allerdings erforderlich, eine natürliche Aufrauhung.

Bodenförderung. Aus der Baugrube und von den Hängen bis etwa 15m über Talsohle wurde der Abraum mittels Bremsberges gefördert, indem der Boden von den Hängen zunächst in die Baugrube geworfen wurde. Die Ablagerung des Bodens geschah entsprechend staffelförmig neben der Baugrube. Diese Abräumung hat fast ein ganzes Jahr gedauert, wie denn überhaupt die Ab-räumungs- und Reinigungsarbeiten zeitraubend sind.

Für die Wasserhaltung war anfänglich eine Lokomobile mit Zentrifugalpumpe nötig; später genügte eine Handpumpe. Es empfiehlt sich, den Pumpensumpf möglichst tief anzulegen.

Talsperrenbau Nordhausen. Der Eingriff in den festen Fels war im allgemeinen 1 m tief. Der Fels war durchweg geschlossen ohne Lehmlagen. Über die Schichten siehe S. 164. Am rechten Hange fand sich zwischen festen Felsbänken eine Lage von Löß — festabgelagertes Gerolle, dessen Bindemittel toniger Art ist. Nach der Wasserseite verengte sich der Schlitz fast ganz; an der Luftseite war er 60 bis 80 cm stark. Um hier jede Möglichkeit der Durchsickerung auszuschließen, wurde als Abschluß an der Wasserseite ein Mauerpfropfen vorgesetzt. Der Wasserandrang bei Aushebung der Baugrube war gering und mit zwei Handpumpen zu bewältigen.

Croton-Talsperre. Der Felsgrund aus Gneis und Kalkstein war unregelmäßig gelagert und teilweise so ungesund, daß er an vielen Stellen auf erhebliche Tiefe beseitigt werden mußte. Umfangreiche Arbeiten waren notwendig, um die Spalten und Höhlungen mit Beton zu füllen und Quellen abzuleiten. Als man sich entschloß, die als Erddamm mit Kernmauer hergestellte südliche Strecke des Abschlußwerkes durch eine massive Mauer zu ersetzen, fanden sich unter dem Damme starke Ablagerungen verwitterten, nicht tragfähigen Felsbodens bis zu beträchtlicher Tiefe, die mit dem Fundamente durchfahren werden mußten *). Siehe auch S. 167.

Assuan-Talsperre. Der Fels stand in mäßiger Tiefe an. Dazu kam, daß an der Baustelle eine erhebliche Nilverbreiterung und Spaltung des Stromes in mehrere Arme vorhanden war, wodurch die einzelnen Arbeiten erleichtert wurden. Diese Umstände sowie die Erschließung von Bausteinen in der Nähe führten zur Annahme des Planes von Willcocks, obgleich dadurch die Ruinen von Philae gefährdet wurden. Siehe auch S. 168.

Bei dem Talsperrenbau in Mauer (Schlesien) lag der gewachsene Fels in der Talsohle bis 18 m unter Geländehöhe. Hierdurch und infolge der Wasserdurchlässigkeit des überlagernden Erdreichs gestaltete sich die Aushebung der Baugrube sehr schwierig und nahm 2 Jahre (1902/03) in Anspruch²).

§ 61. Reinigen, Ausgießen und Betonieren der Felssolile. Quellenfassung. (Gründungsarbeiten). Diese Arbeiten erfordern eine besondere Sorgfalt, um einen guten Anschluß des Mauerwerks an die Felssohle zu erzielen und somit die spätere Entwicklung des Unterdrucks bei gefülltem Becken (s. S. 265 u. f.) auszuschalten. Es mögen diese Arbeiten an dem Vorgänge beim Bau der Solinger Talsperre erläutert werden.

Vor Beginn der Mauerung wurden Fugen, kleine Spalten und Klüfte, soweit sie loses Material enthielten, mit Hacke oder mit Spatel von Hand ausgekratzt und mit einem Wasserdruck von etwa 4Qo Atmosphären gründlich ausgespritzt und ausgewaschen. In der ganzen Ausdehnung der Baugrube wurden dann die natürlichen Risse des Gesteins mit Zementmörtel aus 1 Zement, 2 Sand und V2 Traß ausgegossen. Dies geschah in der Weise, daß der dünnflüssig angemachte Mörtel über die Felsoberfläche gleichmäßig ausgegossen wurde. Unebenheiten und Vertiefungen der Bausohle, welche wegen ihrer Unregelmäßigkeit ein gutes Ansetzen des Mauerwerkes nicht erwarten ließen, wurden ausbetoniert und zu Auszackungen dort ergänzt, wo solche Verzahnungen im Fels von Natur nicht vorhanden waren (Abb. 294). Im übrigen wurde die Verwendung von Beton auf das notwendigste eingeschränkt. Der Beton, welcher im Trockenen eingebracht und eingestampft werden konnte, bestand aus 1 Zement, 3 Sand, V2 Traß und 6 Kleinschlag. Um poröse Stellen in der Oberfläche, wie sie bei der Unregel-

1)    Zentralbl. d. Bauverw. 1906, S. 433.

²)    Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 611.

Reinigen, Ausgiessen und Betonieren der Felssohle. Quellenfassung. 491

mäßigkeit der Zacken unvermeidlich waren, auszufüllen, wurde der Beton sogleich nach dem Hartwerden mit dem vorerwähnten Zementguß überzogen und dann wiederholt angefeuchtet, bevor die Mauerung begann.

Bei der Reinigung der Baugrube zeigten sich einige Stellen in der Sohle, an denen Wasser aus dem Felsen rieselte. Diese Quellen wurden in dem Teile der Mauer, der nach dem Staubecken liegt, durch Tonrohre abgefangen, die bis zur Höhe der Rohrstollen hochreichten und in diese einmündeten. In dem nach der Luftseite gelegenen Teil der Mauer wurden die anfänglich hochgenommenen Quellen zugemauert oder die Rohre mit dem Zementmörtel ausgegossen und verstopft. Für die Abfangung der Quellen wurde in dem hochgeführten Mauerwerk zunächst mittels Abtreppung eine Aussparung gelassen, deren Wände mit Zementverstrich noch besonders abgedichtet wurden. In diesem Raum innerhalb des Mauerwerks sammelte sich das Quellwasser langsam an. Nach genügender Erhärtung des Mauerwerks wurde das Wasser entfernt, ein glasiertes Tonrohr von lOcml. W. senkrecht eingesetzt und nunmehr der

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Abb. 296. Gründungsarbeiten beim Bau der Mescheder Talsperre.

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abzudichten und das Quellwasser stieg innerhalb des Rohres hoch. An den Hängen zeigten sich einzelne feuchte Stellen, die besonders in regenreicher Zeit sichtbar waren. Es war anzunehmen, daß dieses der

und daß die Rieselungen bei gefülltem Becken

das Rohr mit einem fetten Beton ansgefüllt. Es gelang auf diese Weise, den Fuß des Rohres

Auslauf von angeschnittenen Wasseradern im Fels war mit dem Wasserstand dortselbst Verbindung erhalten würden. Hier mußte also ein Eintritt des Wassers in das Mauerwerk der Talsperre von der Seite her, wo eine besondere Abdichtung nicht vorhanden war, stattfinden. Um den Zutritt abzuschneiden, wurden solche feuchten Stellen an den Hängen mit einem abdichtenden Verputz, gleich wie das Mauerwerk an der Wasserseite, versehen, der bis über den umgebenden dichten und trockenen Fels hinüberreichte.

Bei den Gründungsarbeiten der Ennepe-Talsperre wurde die Felssohle allgemein mit einer Betonlage von etwa 1,0 m Stärke versehen und diese regelmäßig verzahnt. Die Verzahnung folgte der Krümmung der Mauer. Klüfte und Spalte an den Hängen wurden ausbetoniert. Gleiches geschah in Mauer. Der Wert einer so reichlichen Verwendung von Beton erscheint immerhin zweifelhaft, da

der Beton meist bis zu einem gewissen Grade porös ist. Die Betonschicht in der Gründungssohle kann daher leicht die Entwicklung des Unterdruckes begünstigen. Man kann annehmen, daß eine bessere Abdichtung durch Mauerwerk mit gutem Mörtel zu erzielen ist.

Die Abb. 296 zeigt das Ansetzen des ersten Mauerwerks beim Bau derMescheder Talsperre.

§ 62. Die rheinisch-westfälische Bauweise, die Bauweise mittels Gerüstkrane oder Seilbahnen. Die Bauausführung der Talsperren, d. h. die eigentlichen Bauarbeiten an der Sperrmauer selbst, können sich in sehr verschiedener Weise vollziehen. Es lassen sich jedoch drei hauptsächliche Bauweisen unterscheiden, die gekennzeichnet sind durch die Art, wie sich die Förderung der Baustoffe auf dem Bauplatz vollzieht:

1.    Die rheinisch-westfälische Bauweise.

2.    Der Bau mittels Geriistkrane (Vogesenweiher).

3.    Die amerikanische Bauweise mittels Einzelkrane (fahrbahre Auslegerkrane) oder Seilbahnen (Luftkabelbahnen).

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Abb. 297. Rheinisch-westfälische Bauweise. Baustofförderung auf der Maueroberfläche (Solinger Talsperre).

Für alle diese Bauweisen gilt als gemeinsamer Grundsatz, wie schon oben ausgesprochen, die Bewegung der Baustoffe sich in der Lichtung des Schwergewichtes vollziehen zu lassen. Dies trifft sowohl für die Mörtelstofife, deren Verarbeitung über der Mauerkrone erfolgen sollte, zu, wie für die Bausteine, deren Gewinnung in erster Linie in Steinbrüchen gesucht werden sollte, die ebenfalls über Kronenhöhe liegen. Dabei ist man bestrebt, die Gesamtanlage so einzurichten, daß Steinbrüche und Mörtelanlage auf die beiden Hänge verteilt sind, in welchem Falle sich die Materialienförderang

glatter zu vollziehen pflegt, als wenn die gesamte Zufuhr nur von einer Seite geschieht. Es war das erstere z. B. der Fall an der Ennepetalsperre, in Haspe, Meschede und zum Teil in Solingen. Einseitige Zufuhr hatten u. a. die Bauten von Nordhausen und Marklissa. Es sei bemerkt, daß öfters die hierfür getroffenen Einrichtungen schon für den Bodenaushub dienten.

Die rheinisch-westfälische Bauweise, die übrigens auch bei den schlesischen Talsperren, der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz und anderwärts zur Anwendung gelangt ist, vollzieht sich in folgender Weise, die an einem Beispiele, der Ausführung

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Abb. 298. Förderung der Baustoffe im Kreislauf.

der großen Sperrmauer der Stadt Solingen, erläutert werden mag. Das Kennzeichnende dieser Bauausführung ist, daß die Materialienbewegung mittels Gleisen geschieht, die auf der jeweiligen Maueroberfläche liegen.

werk (Abb. 297), wobei zur oder auf hölzernen Böcken in wechselnder Höhe bis 1,5 m Uber dem Mauerwerk (Abb. 298). Die Gleisentwicklung mußte eine günstige Zufuhr nach allen Stellen der Maueroberfläche

einem Netz in solcher Dichte ausgebildet, daß die

Die Gleise lagen bei diesem Bau mittels Querschwellen unmittelbar auf dem Mauerbesseren Druckverteilung Längshölzer untergezogen waren,

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ermöglichen; sie wurde daher

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Abb. 299. Fördergerüst an der Wasserseite Feim Bau der Solinger Sperrmauer.

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Baustoffe von den Förderwagen nach den einzelnen Mauerstellen nur wenige Meter von Hand bewegt werden durften. Anderseits war es nicht zulässig, den Mauerbetrieb einzuengen. Die Breite der Mauer ist also bedingend für die Anzahl der in der Längsrichtung der Mauer zu der Gründungssohle von 36,5 m waren es drei Gleise, die in ihrem gegenseitigen Abstand entsprechend den Anforderungen des Mauerbetriebes ständig wechselten. Diese Hauptlängsgleise waren verbunden durch eine Anzahl von Quergleisen, in der Richtung der Talachse gelegen, die den Zweck hatten, den Umlauf der Wagen zu gestatten. Die Förderwagen erreichten an den beiden Hängen die Mauer und bewegten sich auf dieser im Kreislauf, den die Quergleise nach Möglichkeit abkürzten. In dieser Weise entwickelte sich ein ruhiger Betrieb, obwohl in der Zeit der flottesten Mauerung täglich bis 400 cbm Steine und etwa 120 cbm Mörtel verfahren wurden.

verlegenden Hauptgleise. Bei einer anfänglichen Mauerbreite in

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Mit abnehmender Mauerbreite wurde die Zahl der Längsgleise auf zwei beschränkt. Als mit wachsender Höhe die Mauerbreite mehr und mehr zusammenschmolz, wurde zunächst — in Höhe + 128 N.N. bei 14,3 m Breite — das eine Gleis und späterhin — in Höhe -f- 139,5 N.N. bei 6,5 m Breite — auch das zweite Gleis von der Mauer entfernt und auf das Gerüst an der Wasserseite

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Abb. 300. Querschnitt des Fördergerüstes. 1:350.

verlegt (Abb. 299 u. 300). Dieses Gerüst ist aus verschiedenen Gründen notwendig. Der Kreislauf der Förderwagen erfordert zwei Längsgleise. Es wird aber, wie bemerkt, mit abnehmender Mauerbreite zur Unmöglichkeit, beide Gleise auf der Mauer selbst beizubehalten, wenn nicht die Güte der Ausführung und die Schnelligkeit des Baufortganges ungünstig beeinflußt werden sollen. Es zeigte sich nach Entfernen der einzelnen Gleise jedesmal eine Zunahme der Maurerleistung im einzelnen, sowie ein besserer Gesamtfortschritt; überdies gewann die Übersichtlichkeit der Arbeit, und die Reinhaltung der Maueroberfläche von den unvermeidlichen Verschmutzungen war leichter zu erreichen. Zwar müssen die Baustoffe, wenn die Gleise auf dem Gerüst liegen, bis zur Luftseite von Hand weiter befördert werden, so daß eine gewisse Mehrarbeit entsteht; aber dieser Umstand wird durch die freiere Beweglichkeit der Maurer wieder ausgeglichen. Man ist geneigt, aus dem Grunde, weil nach oben hin die Mauer ständig länger wird und somit die Außenflächen, welche eine sorgfältigere Bearbeitung erfordern, sich ständig vergrößern, weil die Verzahnung der Verblendmauer hinzukommt und die Herstellung der Bekrönung mehr Zeit in Anspruch nimmt, zu meinen, daß der Baufortschritt in den oberen Teilen sich verlangsamen müßte. Das konnte bei der Solinger Talsperre nicht beobachtet werden. Im Gegenteil, es wurde das Anwachsen der Mauer nach oben hin ein schnelleres. Wenn hierauf einmal der abnehmenden Mauerfläche ein

wesentlicher Einfluß zugesprochen werden muß, so hat doch auch zweifellos die rechtzeitige Entfernung der Fördergleise von der Mauer und die Schaffung eines freien, unbehinderten Arbeitsraumes große vorteilhafte Wirkung ausgeübt.

Wenn somit das Gerüst für die Zufuhr der Mauermaterialien im oberen Teile der Sperrmauer als unerläßlich gelten muß, so ist es in gleichem Maße unentbehrlich für die Herstellung des Verputzes an der Wasserseite, der Verblendmauer daselbst und der l'ntnahmeschächte — Arbeiten, die sich in anderer Weise als von solcher Rüstung nicht wohl bewerkstelligen lassen. Dies wird klar, wenn man sich den Vorgang eines regen Baubetriebes in dem oberen Mauerabschnitt vergegenwärtigt. Die Arbeit vollzieht sich ilann in vier StatFeln: voran die Mauerung der Sperrmauer selbst; ihr auf 4 bis 6 m nachfolgend die Ausführung des Verputzes an der Wasserseite, hinter diesem Putz in 2 bis 4 m Abstand die Hochführung der Verblendmauer und meist als Schluß die Aufmauerung und der Verputz der Entnahmeschächte. Die Arbeiten erfolgen übereinander. Dieser Baubetrieb bringt zwar einige Gefahren mit sich, ist aber nicht zu umgehen, wenn nicht eine sehr erhebliche Verzögerung in der Fertigstellung der Sperrmauer ein-treten soll. Es ist daher erhöhte Vorsicht geboten, um nicht durch herabfallende Steine und Geräte von den oberen Arbeitsplätzen die Maurer und Materialienfahrer unten zu gefährden. Eine sorgfältige Abdeckung der einzelnen StatFeln mit dichtschließenden Brettlagen ist unerläßlich. Wer eine solche Ausführung im vollen Gange durch Augenschein kennen gelernt hat, wird über die Zweckmäßigkeit eines sorgfältig eingerichteten Gerüstes an der Wasserseite für einen flotten Baubetrieb nicht im Zweifel sein.

Die BaustotFörderung nach den einzelnen Staffeln des Gerüstes erfolgt mittels Ilebetürme oder in Hanggleisen, die dem Baufortschritte folgend gehoben werden. Auch ist das Ablassen von den oberen Fördergleisen der eigentlichen Mauerung mittels Seilzuges angebracht. Die Staffeln des Gerüstes dürfen nicht zu hoch und müssen dem Arbeitsbereich eines stehenden Menschen angepaßt sein; eine Staffelhöhe von 2 m wird als zweckmäßig gelten können. Um an Gerüsthöhe zu sparen, ist es vorteilhaft, an der Wasserseite die Arbeiten — Mauerung der Schächte und Zulaufstollen — im Grunde frühzeitig fertig zu stellen und die Erdanschüttuug, auf welcher das Gerüst errichtet wird, so hoch vorzutreiben, als es die Rücksicht auf die übrige Bauausführung irgend zuläßt. Seine bedeutende Höhe — in Solingen 30 m — und die starken Belastungen sowohl durch Eigengewicht wie durch die Verkehrslast der Stein- und Mörtelwagen und die unvermeidlichen Steinablagerungen für die Mauerung sowie endlich die exzentrischen Druckwirkungen, hervorgerufen durch die Böschung des Talsperrenquerschnittes, welcher sich das Gerüst anschmiegen muß, erfordern, daß es nach statischen Grundsätzen genau konstruiert und aufgebaut ist. Dies wird allerdings dadurch erschwert, daß der Diagonalverband im Querschnitt jeweils in den einzelnen Feldern, welche die Fördergleise aufnehmen, unterbrochen wird, und durch den Umstand, daß das Holzwerk auf frischer Bodenaufschüttung aufgerichtet wird, infolgedessen Sackungen unvermeidlich sind. In der Längsrichtung stören die Schächte einen einheitlichen Zusammenhang. Äußere Verstrebungen müssen in beiden Fällen aushelfen und den inneren Verband ersetzen. Eine genaue Beobachtung des Gerüstes auf Verdrückungen während der Ausführung ist daher notwendig.

Bei dem Talsperrenbau in Mauer (Schlesien, fertiggestellt Herbst 1912) war das feste Gerüst an der Wasserseite im oberen Teile durch ein konsolartig an der Außenfläche angebrachtes Gerüst ersetzt und für die Materialienförderung fand ein doppelter Kreislauf statt: Die Steine wurden aut Gleisen herangeschafft, die auf der Maueroberfläche lagen, während der Mörtel auf Gleisen verfahren wurde, die auf Böcken gelagert waren, so daß das Abwerfen leichter von statten ging.

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Der Bau mittels Gerüstkrane. Zum ersten Male gelangte diese Bauweise Anwendung beim Bau des Alfeldweihers (1883-87). Man legte über der Mauer

ein Fördergerüst mit fahrbaren Kranen an nach der Art, wie dies durch Abb. 301 anschaulicht wird. Die Laufkrane waren in der Längsrichtung der Mauer beweglich, während die auf denselben befindlichen Windeböcke die Bewegung rechtwinklig zur Mauerachse ermöglichten. Das Anfuhrgleis für die Steine war, da die Gestalt der Mauer am bequemsten machte, auf der Talseite der Mauer angebracht. Er wurde in dem Maße, wie die Mauer anwuchs, gehoben, und dabei wurde der Höhenunterschied mit dem auf Mauerhöhe liegenden Zufahrtsgleis aus dem Steinbruch durch eine geneigte Ebene vermittelt, auf welcher die von der Mauer abfahrenden leeren Wagen durch das Gewicht der beladenen Wagen gehoben wurden. Die Steine wurden von den Wagen auf dem Anfuhrgleise durch die Windeböcke gehoben und vermittelst der Krane unmittelbar in das für sie bestimmte Mörtelbett versetzt. Das Mörtelgleis lief auf der Wasserseite der Mauer und zwar am Fuße derselben.

Zur Herstellung der beiden Staumauern waren im ganzen rund 28300 cbm Mauerwerk erforderlich. Diese Mauermasse ist in vier Jahren vollendet worden.

Beim Bau des Altenweihers war durch den Vertrag vorgeschrieben, daß das Aufmauern mittels feststehenden Gerüstes und einer genügenden Anzahl Laufkranen erfolgen sollte ę und daß jeder Transport von Steinen auf dem fertigen Mauerwerk vermittels Rollwagen,

Schubkarren und anderen Geräten durchaus zu vermeiden sei (1888;. Das Gerüst wurde in zwei verschiedenen Höhen ausgeführt, einesteils, um den oberen Teil der Mauerung mit Kranwegen von geringerer Spannweite zu betreiben, und andernteils, um hier kürzere Hölzer verwenden zu können. Die Anordnung der beiden Gerüste ist aus der Abb. 301 ersichtlichJ).

Die Ausführung des Lauchenseeweihers geschah im Selbstbetrieb der Verwaltung und nach Art des vorbeschriebenen Gerüstbaues. Die Mauermasse betrug 28600 cbm und wurde in drei Baujahren fertiggestellt (1892—94).

Bau d,er Talsperre für das Elektrizitätswerk Kubel (Schweiz). Der Arbeitsbetrieb wurde, soweit irgend möglich, maschinell durchgeführt, wozu dem Unternehmer von der alten

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Abb. 301. Der Bau mittels Geriistkrane (Altenweiher)i

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i) Zeitschr. f. Bauwesen 1893.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

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Papiermühle im Kubel eiue elektrische Kraft von 30—35 PS. zur Verfügung stand. Es waren im Betrieb: 1 Bremsberg zur Sandförderung von der Sitter her mit einem Höhenunterschied von 80 m, 1 Steinbrechmaschine, 1 Kugelmühle, 2 Sand- und Kieswaschmaschinen, 1 Mörtelmaschine, ferner 12 Laufkatzen auf dem Mauergerüst. Alle diese Arbeitsmaschinen wurden durch einen Elektromotor von 25 Kilowatt bei 550 Volt Spannung angetrieben. Nachdem das Fundament bis auf die feste Molasse ausgehoben und mittels eines Wasserstrahles unter starkem Druck bis in alle Ecken aufs peinlichste gereinigt worden war, wurden die Unebenheiten, Spalten und kleinen Felskliifte des Fundamentes vorerst gründlich mit Beton 1:2 ausgefüllt, dann der Fundamentbeton in einer Mischung von 1 Teil Portlandzement auf 2,5 Teile Sand und 3,5 Teile Nagelfluh- oder Flußkies eingebracht und das Mauerwerk auf dieses Betonbett aufgesetzt. Die Mauersteine wurden in Größen von V₄—³/4 cbm auf Bobbahnen zugeführt, vorerst mittels eines kräftigen Wasserstrahles und Stahlbürsten gründlich gereinigt und alsdann ebenfalls mittels Kollbahn auf die der jeweiligen Mauerhöhe entsprechende Höhe des Baugerüstes gebracht, um von da mit Hilfe der Laufkatzen in das vorher sorgfältig zubereitete Mörtelbett versetzt zu werden. Die Mauerung geschah durchaus unregelmäßig, nirgends schichtenweise, nur die Ansichtsfläche erhielt eine etwas regelmäßigere Fugenanordnung. Der Mörtelverbrauch betrug durchschnittlich 30 v. H. der Gesamtmasse¹).

Es liegt nahe, einen Vergleich zwischen den beiden beschriebenen Bauweisen zu ziehen. Das möge geschehen durch eine Gegenüberstellung der Ergebnisse einiger Bauausführungen.

Bei den Stauweiheranlagen im Elsaß sind unter Anwendung des Kranbaues am Alfeldweiher in vier Bausommern 28300 cbm, am Lauchenseeweiher in drei Jahren 28600 cbm hergestellt worden, während bei der großen Talsperre des Solinger Wasser-und Elektrizitätswerkes in zwei Bausommern 65000 cbm geleistet wrurden. Davon wurden im zweiten Bausommer (1902) allein 42000 cbm gemauert. Die geringere Leistung im ersten Baujahre erklärt sich aus dem Mangel an geeigneten Bausteinen infolge nicht zureichenden Steinbruchbetriebes. Bei dem Talsperrenbau in Mauer sind im Jahre 1910 94000 cbm und im Jahre 1911 86000 cbm Mauerwerk fertiggestellt worden. Ähnliche Erfahrungen hat man in neuester Zeit in Mitteldeutschland zu sammeln Gelegenheit gehabt. Die Gothaer Talsperre wurde bei etwa gleicher Größe wie die der Stadt Nordhausen ein Jahr früher angefangen und ein Jahr später fertiggestellt. Erstere ist mit Krangerüsten, letztere nach rheinisch-westfälischer Art gebaut (1904/05).

Die jährliche Leistung ist bei neueren Bauausführungen mit größerer Arbeitsfläche noch gesteigert worden. Es sei noch erwähnt, daß beim Bau des Lauchenseeweihers die mittlere Tagesleistung im Yollbetriebe 90 cbm Mauerwerk und die größte Tagesleistung 150 cbm betrug. Demgegenüber sind bei der Solinger Talsperre an einem Tage bis 309 cbm als Durchschnittsleistung hergestellt (s. Abb. 311). Bei neueren Bauausführungen der Talsperren an der Neye, Mohne, von Mauer in Schlesien und der Waldecker Talsperre sind Tagesleistungen im Monatsmittel bis 850 und Höchstleistungen bis 1100 cbm zu verzeichnen. Es ist hieraus ersichtlich, ein wie bedeutender Zinsverlust bei so verlangsamtem Baubetriebe entstehen muß und wie sehr dadurch die Beteiligten geschädigt werden, denen die Inbetriebnahme der Anlage um Jahre verzögert wird²). Dazu treten die vermehrten Kosten des Kranbetriebes nach deutscher Bauart. Man kann die Erhöhung der Baukosten, welche dadurch gegenüber der gegenwärtig bei den rheinisch-westfälischen Talsperren üblichen Bauweise verursacht werden, zu etwa ein Drittel annehmen.

Ferner kommt hinzu, daß die Talsperren immer größer geplant und gebaut werden, da der Betrieb der größeren Sammelbecken ein vorteilhafterer ist und die Einheitskosten vermindert. Es sei erwähnt, daß z. B. die Möhnetalsperre eine Mauermasse

!) Schweizerische Bauzeitung Bd. XLIII Nr. 14—24.

²) Zentralbl. der Bauverwaltung 1903, S. 91.

von

rund 290000 cbm, die Talsperre von Mauer in Schlesien 254000 cbm und die Wal-

um einen

decker Talsperre 300000 cbm Mauerwerk enthält. Demgegenüber muß es erwünscht erscheinen, eine Sperrmauer möglichst schnell fertigzustellen. Denn jede winterliche Unterbrechung bringt eine weniger gute Stelle in das Mauerwerk hinein. Man muß daher streben — gerade bei den Talsperren — soweit es sonst die Kttcksicht auf eine gute Ausführung irgend zuläßt, die Bauzeit auf ein geringstes Maß einzuschränken einheitlichen Mauerwerkskörper zu erhalten.

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Es wird sicherlich von Interesse sein, bei dieser Gelegenheit die Ansicht des Altmeisters des deutschen Talsperrenbaus, Intze, über diese Frage zu hören. Zur Verteidigung der rheinischwestfälischen Bauweise schrieb er im März 1902: Die Einrichtungen, welche für die Förderung der Steine auf die Baustelle und für deren Versetzen dienen sollen, sowie die etwa anzuwendenden Mörtelmaschinen bereits mit den Plänen für das fertigzustellende Bauwerk durch den Entwerfenden angeben zu lassen, halte ich für grundsätzlich verkehrt, weil, wie die Erfahrung gelehrt hat, gute Lösungen dieser Aufgabe außerordentlich zahlreich sind und von den verschiedenen Unternehmern je nach ihren Einrichtungen verschieden getroffen werden. Es würde also bei der Vergebung des Baues an eine größere Bauunternehmuug, wie dies für Talsperrenbauten notwendig ist, kein Unternehmer geneigt sein, sich an die entworfenen Transport- und sonstigen Betriebseinrichtungen des Baues zu binden, umsoweniger als es erfahrungsgemäß notwendig ist, während der Bauausführungen diese Einrichtungen je nach der sich oft ändernden Methode der Beschaffung der Baumaterialien von geeigneten Punkten, die früher nicht vorgesehen waren, zu ändern. Es würden also diese Betriebseinrichtungen, wenn sie durch den Entwurf bereits festgelegt sein sollten, ein unüberwindliches Hindernis für die vorteilhafte und sichere Bauausführung sein. Derjenige, der den Entwurf anzufertigen hat, ist gar nicht in der Lage, die Einrichtungen für den Transport der Baumaterialien derart zu treffen, daß hiergegen ein Bauunternehmer nicht berechtigte Einwendungen nach Maßgabe der von ihm für gewöhnlich gewandten, sehr verschiedenartigen Betriebseinrichtungen machen könnte.

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Es muß durchaus als genügend bezeichnet werden, wenn verlangt wird, daß die Einrichtungen für die Bearbeitung, den Transport und die Verbauung der Baumaterialien in einer solchen Weise geschehen haben, daß dem fertigen Bauwerk hierdurch weder bezüglich der Festigkeit noch bezüglich der Dichtigkeit ein Nachteil erwächst. Hierüber im einzelnen zu entscheiden, muß Sache der Bauleitung bleiben und kann unmöglich durch feste Vorschriften geregelt werden. Es hat sich hierzu bei allen diesseitigen Bauausführungen auch niemals das Bedürfnis herausgestellt. Es war im Gegenteil durchaus notwendig, den zu einer Preisangabe herangezogenen größeren Bauunternehmern hierin freie Wahl zu lassen. Sollte der bisher in Rheinland und Westfalen bei Ausführung von Talsperren allgemein übliche Transport der Baumaterialien auf sorgfältig durch bereits fertiggestelltes Mauerwerk unterstützten Geleisen nicht mehr stattfinden dürfen, so würde hierdurch eine ganz gewaltige Erschwerung und Verteuerung der Bauausführung eintreten.

Nach von Bauunternehmern eingezogenen Preisen würde für die Herstellung von besondern, außerhalb des Mauerwerks gestützten Transportgerüsten für die Baumaterialien, ferner für die Anlage von Laufkranen und Versetz Vorrichtungen für die Baumaterialien eine Erhöhung der Mauerwerkspreise von wenigstens 30—40 v. H. der bisher gezahlten Preise eintreten, wenn der mit solchen Einrichtungen verbundene Zeit- und damit Zinsverlust in Betracht gezogen wird. Wie wohl behauptet werden darf und wie von allen ausländischen Ingenieuren, welche die Talsperrenausführungen in Rheinland und Westfalen gründlich und mit Verständnis besichtigt haben, auch einmütig anerkannt wurde, haben die hiesigen Anlagen, bei denen stets die Transportgleise für Baumaterialien (Steine und Mörtel) auf das bereits fertiggestellte, genügend zusammenhängende Mauerwerk gelegt wurden, sich in ihrer Festigkeit und Dichtigkeit besser beAvährt als bei den bisherigen anderweitigen Ausführungen. Bei Anwendung von Traßmürtel hat die Anordnung der Gleise auf dem Mauerwerk nicht keine Nachteile ergeben, sondern durch die nicht erhebliche Belastung des langsam erhärtenden

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Mauerwerks eher dazu beigetragen, dasselbe dichter und fester zu machen. Lockerung einzelner Steine läßt sich hierbei sehr leicht verhindern. Im übrigen wird vor der Aufmauerung neuer Schichten stets jede Oberfläche sorgfältig untersucht, und werden einzelne Steine, deren feste Lagerung Zweifel erregt, dann stets entfernt und durch festeingemauerte Steine ersetzt.

Die Erfahrungen in Chemnitz und Marklissa haben gezeigt, daß auch bei Verwendung von Zementkalkmörtel bzw. Zementtraßmörtel die Förderung der Materialien

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Abb. 302. Die Staumauer bei Assuan im Bau (1898-1902). Versetzen der Steine mittels fahrbarer Krane

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unbedenklich auf der Mauer erfolgen kann. Der Zementmörtel ist nach einigen Tagen, wenn die Gleise anfgelegt werden, schon so erhärtet, daß er die Erschütterungen aufzunehmen vermag.

Man ersieht überdies aus der Bauausführung der Staumauer von Assuan, daß man im Auslande und im besonderen in Kreisen der englischen Ingenieure weit weniger bedenklich gewesen ist. Die Abb. 302 u. 303 lassen erkennen, daß hei diesem Bau Dampfkrane auf der Maueroberfläche für das Versetzen der Bausteine bewegt wurden und ebenda auch die Mörtelbereitung sich vollzogen hat.

Die seinerzeit vielumstrittene Frage, oh die Förderung der Baustoffe auf dem Mauerwerk der Talsperre selbst stattfinden darf, kann heute als endgültig zu gunsten der rheinisch-westfälischen Bauweise erledigt angesehen werden und auch die preußische

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Abb. 303. Kranbetrieb und Mörtelbereitung beim Bau der Staumauer bei Assuan.

»Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken« (s. S. 185 u. f. unter C) erkennt die Berechtigung dieser Bauweise vom technischen Standpunkte an. Daneben sind ihre angegebenen finanziellen Vorteile wohl zu beachten.

Die amerikanische Bauweise. Als ein Kennzeichen der amerikanischen Bau

ausführungen erscheint es, daß dort nicht mit großen, schwerfälligen, mit einem erheblichen Geldaufwande errichteten und langsam arbeitenden Gerüsten und Laufkranen die Förde-der Steine und sonstigen Baustoffe bewirkt wird, sondern daß mit leichten Vor

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richtungen, die schnell aufgebaut und ebenso schnell wieder beseitigt sind, vorgegangen wird. Die Baustelle weit überspannende Seilbahnen und roh aus Baumstämmen oder anderen Langhölzern zusammengezimmerte Krane dienen unter andern diesen Zwecken. Jene als Zubringer von den Lagerplätzen und Mörtelanlagen, diese als Verteiler an die

einzelnen Arbeitsplätze. Solche Vorrichtungen passen sich in bester Weise dem jeweiligen Bedürfnis an und sind leicht beweglich, wie es der eilige Charakter einer täglich sich ändernden und neue Anforderungen stellenden Bauausführung erheischt. Meist gleicht das Bild einer solchen amerikanischen Baustelle mit seinen hochragenden Holzkranen dem Anblick eines Mastenwaldes im Hafen. Man gewinnt den Eindruck, daß diese bewegliche Anschmiegung der Bauausführung an die augenblicklichen Verhältnisse mit einfachen billigen aber zweckmäßigen Mitteln der leitende Gesichtspunkt ist. Und zweifellos ist das von grundsätzlicher Bedeutung. Vanderlip in seiner Schrift »The american commercial invasion of Europe« sagt: »Bei uns gibt es keine bessere Empfehlung, als daß eine Maschine oder Methode neu ist.« Der genannte Schriftstellerbemerkt an anderer Stelle: »In Deutschland gewinnt man den Eindruck, als habe man hier schneller als wo anders die Vorteile erkannt, die in der Verwendung verbesserter Maschinen und Arbeitsmethoden liegen«, aber es scheint, daß dieser Ausspruch nur für das deutsche Fabrikwesen, nicht für die Baustelle gilt. Hier hat noch vielfach die von Vanderlip mit bezug auf England geäußerte Ansicht Geltung: »Eine Maschine, die sich im Dienste des Vaters und Großvaters bewährt hat, wird mit einer gewissen Ehrfurcht betrachtet.« Solche ehrfurchtgebietenden Maschinen findet man noch vielfach auf deutschen Bauplätzen und erst die neueste Zeit scheint hierin einen Umschwung anzubahnen.

Nicht als ob die amerikanischen Bauausführungen allgemein mustergültig wären und die Handhabung auf unseren Baustellen eine schlechte. Aber anerkanntermaßen drängen dort die hohen Löhne mehr noch als bei uns zum Ersatz von Menschenkraft durch Maschinen und insofern sind jene Verhältnisse auf der Baustelle beachtenswert; denn der Grundsatz bleibt in allen wirtschaftlichen Verhältnissen wahr, daß man versuchen muß, mit geringstem Aufwand eine möglichst große Leistung zu erzielen. Wir sind in der Umwandlung der Anschauungen auf diesem Gebiet begriffen. In der Ausnutzung der Maschinen für die Bauausführungen Findigkeit und Geschick zu beweisen, darin beruht der Vorteil, den die einzelne Bauausführung der anderen gegenüber erringt. In der richtigen Ausnutzung der Kräfte und durch arbeitsparende Baumethoden muß in erster Linie bei einer Bauausführung der Erfolg gesucht werden.

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Als ein Beispiel dieser Bauweise mittels Kranbetrieb sei die Talsperre von Jersey City erwähnt (Abb. 172 u. 173 auf S. 313). Von maschinellem Betrieb ist in hohem Maße Gebrauch gemacht worden. Steine und Beton wurden langseits der Mauer herangefahren und mittels Drehkrane an die Verwendungsstelle gefördert. 35 Krane waren im Steinbruch tätig, ebensoviele, zum Teil fahrbare, der Sperrmauer. Bei höher werdender Mauer wurden sie auf Holzgerüsten, die ihren Stützpunkt in der Außenfläche der Mauer fanden, aufgebaut. Die Krane waren in einfachster Weise aus Baumstämmen zusammengezimmert und wurden motorisch betrieben.

Die Gesamtmauermasse beträgt etwa 183000 cbm.

Der Baufortschritt war ein schneller.

Es konnten bis zu 15700 cbm Mauerwerk in einem Monat hergestellt werden, womit man meint, einen wesentlichen Vorsprung vor den Leistungen auf andern Baustellen erreicht zu haben. Wenn man die Zahl für sich hinnimmt, so traf das zwar früher zu gegenüber dem Baufortgang bei uns. Man hat aber neuerdings bei unseren Talsperrenausführungen monatlich ebenso große Massen fertiggestellt, und zwar bei oft beschränkter Mauerlänge. Und man muß immerhin bedenken, daß in Jersey neben der den Massenbetrieb begünstigenden Ausführungsweise vornehmlich die ausgedehnte Arbeitsfläche, welche eine mehr als 900 m lange Mauer bietet, die große Mauerleistung ermöglicht haben dürfte.

Der Betriebsvorgang bei der Ausführung des Staudammes, der einen Teil dieser Talsperre bildet, ist auf S. 314 beschrieben werden. Auch hierbei fanden leichte fahrbare Krane ausgiebigste Verwendung (Abb. 175).

Eine ähnliche Bauweise ist bei den Staudämmen von Assuan angewandt worden Abb. 302 u. 303). Die Mauer besteht im Innern aus Granitschotterbeton; an der Luftseite ist Granitbruchstein-

mauerwerk in Zementmörtel eingebaut, während die äußern Teile an der Wasserseite mit Granitquadern in Zementmörtel verblendet sind. Der luftseitige Teil des Mauerwerkes ist nach einer Kurve ausgeführt, um den resultierenden Druck besser aufnehmen zu können; auch die roh bearbeiteten Granitquadern haben eine schräge Lage. Das Mauerwerk soll nicht dicht sein. Man berichtet, daß dicke Wasserstrahlen daraus hervorquellen, aber die Arbeiten mußten unter schwierigen Verhältnissen, abseits von europäischer Kultur mit zum größten Teil ungeschulten Kräften ausgeführt werden. Die Ausführungen im Grunde und das Einbringen der Schütze (Abb. 304) war schwierig, da der wechselnde Wasserstand im Ml die Bauausführung nur während eines verhältnismäßig kurzen Zeitraumes im Jahre gestattete. Flotter Baubetrieb war dabei geboten. Der Untergrund des Flusses besteht aus Fels, der jedoch zum Teil sehr mürbe war, so daß bei der Gründung der Mauer die oberen Schichten stellenweise bis auf 9 m unter die ursprüngliche Oberfläche entfernt werden mußten (s. S. 168). Es war notwendig, diesen örtlichen Verhältnissen die Konstruktionen und mechanischen Einrichtungen der

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Abb. 304. Bau einer Schützenöffnung an der Staumauer yon Assuan.

Bauausführung, die Art der Baustoffe und den Bauvorgang anzupassen. Die Spaltung des Stromes in mehrere kleine Arme gestattete die Ausführung im Trocknen, nachdem durch Fangdämme die erforderlichen Absperrungen bewirkt waren. Das Bauwerk enthält 528000 cbm Mauerwerk.

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eingerichtet und Hilfsmaschinen von gearbeiteten Kanal von 60 m Breite umgeleitet (vergl. S. 377;.

Der Bau der Croton-Talsperre für die Wasserversorgung von Neuyork wurde ebenfalls mit Kran- und teilweise mit Seilbahnbetrieb durchgeführt. Die Krone der ganzen Sperrmauer liegt etwa 89 m über der tiefsten Fundamentsohle; das Wasserbecken bildet einen Behälter von 29 km Länge und 114 Millionen cbm Inhalt. Der 300 m lange Überlauf liegt gegen 5 m unter der Dammkrone. Die Mauer enthält 625000 cbm Mauerwerk. Den Überlauf überschreitet eine Wegebrücke mit etwa weiten stählernen Bogen, deren Farbe mit der des Granites der Mauern in Übereinstimmung gebracht ist, wodurch aber ihre geringe Stärke gegen die massigen Pfeilerkörper um so mehr hervor-Bei der Ausführung waren zeitweilig bis 1000 Arbeiter beschäftigt, zwei Steinbrüche waren

700 P.S. in Tätigkeit. Der Fluß war durch einen in den Fels

Die Amerikaner scheuen sich nicht, Hilfskonstruktionen aus Eisen, versteifende Eisenrundeisen usw., deren Errichtung für die Bauausführung notwendig ist, mit einzumauern, wenn sie innerhalb der Mauerquerschnitte liegen und während der Ausführung nur Man hat z. B. beim Bau der Crotontalsperre zwei große;aus Profileisen genietete Untergestelle für Krane mit eingemanert, weil man das Abbrechen und Nachbauen der Krane mit der wachsenden Mauer vermeiden wollte¹). Man ist der Überzeugung, daß solche eingemauerte Eisenkonstruktionen eher das Mauerwerk verstärken, als es schwächen. Und man muß anerkennen, daß keine Bedenken obwalten können, wenn in einer so großen Mauermasse Eisenteile mitenthalten sind. Die TV asserseite der Mauer wurde von Flößen aus gefugt, die auf dem langsam absinkenden Wasserspiegel schwammen. Dabei sah man das unter dem hohen Druck in das Maherwerk gepreßte Wasser an der mit Granitquadern bekleideten Mauerfläche in feinen Tropfen wieder austreten. Trotz der mit ungewöhnlicher Sorgfalt erfolgten Ausführung zeigte sich zwar keine Durchsickerung, aber doch Feuchtigkeit auf der Außenfläche. Die Bekleidung besteht aus Granitquadern von 50 bis 80 cm Stärke mit bearbeiteten

schwer entfernt werden können.

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Abb. 305. Zwei radial fahrbare Seilbahnen für den Bau einer Talsperre. Tragkraft jeder Seilbahn 3000 kg. Spannweite 265 m.

Kanten und Fugen von höchstens 1 cm Stärke, in Zementmörtel von 1:1 versetzt. Bei dem inneren Mauerwerk wurde mit großer Strenge darauf gehalten, daß jeder Stein im vollen Mörtelblatt lagerte und nirgends hohle Fugen blieben oder die Steine sich berührten. Wenn in den Beton größere Steine versenkt wurden, war es Vorschrift, sie in die frische Betonmasse so zu legen, daß sie mit einer kon-Fläche nach unten kamen, um Lufträume zu verhüten. Da gleichwohl bei einer Mauerstärke von 36 bis 65 m an der Außenfläche sich Feuchtigkeit zeigt, wird dies als Beweis angesehen, daß Mauerwerk für Wasser unter hohem Druck nicht vollständig dicht hergestellt

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selbst vorzügliches werden kann.

Über die Vorteile fahrbarer Einzelkranen gegenüber Gerüstkranen — allerdings bei Hoch

bauten — s. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1905, S. 415.

Die Bauweise mittels Seilbahnen (Luftkabelbahnen). Die Seilbahnen sind quer über das Tal gehängt in der Achse des Bauwerks. Ihre Endpunkte werden in der Regel von hölzernen Türmen gebildet die fest verankert oder auf Gleisen quer zur Seilrichtung fahrbar sind (Abb. 305 u. 3062). Meist liegen mehrere Kabel parallel nebeneinander

1)    Näheres s. The Engineer 3. 5. 1907.

2)    Nach Konstruktionen von Bleichert.

für die verschiedenen Zwecke der Materialförderung: Mörtel, Steine, Beton usw. Krane unterstützen die Arbeiten der Seilbahnen und besorgen die Verteilung zu den Stellen der Verwendung. Der Betrieb mit Seilbahnen (Cableways) bat sicherlich den Vorzug, daß er den Bau übersichtlich macht, indem er ihn befreit von einem Wald von Rüstungen, Kranen und einem Netz von Gleisen, womit man sonst den Bauplatz förmlich zugedeckt findet. Die Baustoffe werden zu den Kabelbahnen auf Gleisen bis an den Rand der Baugrube herangeschafft. Meist werden hier die Wagen im ganzen gehoben, so daß ein Umladen nicht nötig ist. Die Bedienung der Förderanlage geschieht von der Maschinistenbude in einfacher Weise elektrisch durch wenige Hebelumschaltungen. Wesentlich ist, daß der Führer eine gute Übersicht Uber die ganze Baustelle hat.

Es mögen diese kurzen Andeutungen hinreichen, um die Bedeutung dieses Hilfsmittels für die Förderung der Baustoffe zu kennzeichnen. Auch in Deutschland ist diese Bauweise bereits mehrfach zur Anwendung gelangt.

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Abb. 306.

Fahrbare Endtürme zweier Seilbahnen mit dem Zufahrtgleis, von dem die Baustoffe durch die Seilbahnen aufgenommen werden.

In Schlesien wurde für den Betrieb eines Steinbruches eine Seilbahnanlage nach amerikanischem Muster ausgeführt, da sich ein elektrisch betriebener Drehkran und Aufzug auf schiefer Ebene nicht als leistungsfähig genug erwiesen hatte. Die Spannweite der Seile betrug 200 m; die Endstützen waren fest; die Seilspannung war zu 24000 kg berechnet, bei einer größten Belastung von 4000 kg in der Mitte des Seiles. Die Stärke des Drahtseiles (Tigelgußstahl) betrug 42 mm. Der Antrieb erfolgte elektrisch mittels zweier Motore von je 22 PS. Leistung. Die Gesamtkraft, einschließlich des sonstigen Arbeitsaufwandes im Steinbruch, wurde von einer Dampfmaschine von 80 PS. geliefert. Die Gesamtanlagekosten betrugen 30000 Mk. Im Steinbruche waren 5—600 Arbeiter tätig. Die Seilbahnanlage konnte täglich 100 cbm zu und vom Bruch schaffen. Die Bedienung geschah durch einen Mann, der die Betriebe der Seilbahn in Bewegung setzte und einen zweiten Mann, der die Wagen an- und abhängte. Genaue Beschreibung siehe »Tiefbau« 1907, S. 93.

Bei der neuen Talsperrenanlage der Stadt Plauen i. V. ist der Grundsatz der Förderung der Massen mittels Seilbahnen, allerdings nur teilweise, zur Durchführung gelangt. Es war eine Seilbahn aufgebaut, während für die Gesamtleistung etwa drei nebeneinander liegende Bahnen dieser Art hätten vorhanden sein müssen. Die Seilbahn hat hier in erster Linie für die Förderung von Beton gedient. Im übrigen wurden die Mauermaterialien auf Gleisen, die auf der Maueroberfläche lagen, bewegt,

in gleicher Weise, wie bei der Bauweise der rheinisch-westfälischen Talsperren. Die Plauener Anlage gibt also kein volles Bild dieser Betriebsweise fur den deutschen Talsperrenbau. Immerhin bedeutet sie einen Anfang. Seilzugbetrieb ist neuerdings auch beim Bau der Ulmer Donaubrücke zur Förderung der Baustoffe angewandt worden, s. »Die Weiße Kohle« 1911, S. 102, sowie auch bei der Waldecker Talsperre. Hier waren Seile von daß die Baustoffe nach allen Punkten der Baustelle bewegt werden konnten. Als ein weiteres Beispiel ist die Ausführung des Wasserkraftwerkes in Laufenburg a. Rhein (1912) zu erwähnen, wo querbewegliche Endstützen vorhanden waren, sowie der Bau der Glasgower Talsperre. Es scheint, daß diese Bauweise für die Sicherheit der unterhalb der Seile tätigen Arbeiter nicht ganz unbedenklich ist. Eine kräftige Bauweise der Endstützen ist notwendig.

nahezu 500 m freier Länge über die Baugrube gespannt, so

Beim Bau der Katarakt-Sperre (Australien) waren 2 Seilbahnen von 330 m Spannweite über die Baugrube gespannt. Die Endtürme hatten 17 m Höhe. Die Türme einer Seilbahn waren fest, die der anderen beweglich. Die Tragseile waren für Lasten bis 4ł/₂ t bemessen. Sechs elektrische Krane unterstützten die Leistung der Seilforderung. Die Erfahrung erwies, daß es zweckmäßig gewesen wäre, beide Seilbahnen querbeweglich anzuordnen. Auch hätte es Vorteile gebracht, die Türme der Bahnen in verschiedenen Höhen aufzustellen, so daß beide Fördervorrichtungen zusammen übereinander arbeiten können, ein Umstand, der besonders von Bedeutung ist für den oberen schmalen Teil der Sperrmauer¹).

Über die Anlage von Seilbahnen beim Bau der Ostseeschleusen des Kaiser Wilhelm Kanals s. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1911, S. 232. Die Spannweite betrug 166 m. Die Hubgeschwindigkeit 1 m/sek., die Fahrgeschwindigkeit 3 m/sek. Die Vorrichtung diente für Bodenaushub und Betoneinbringung. Die Förderkübel hatten 2 cbm Inhalt. Die Stundenleistung einer Seilbahn betrug efwa 50 cbm; die Tagesleistung bei Tag- und Nachtbetrieb im Durchschnitt 750 cbm. Die Kranstützen waren aus Eisen, der Betrieb elektrisch. Die Winde wurde durch einen Motor von 80 PS., die Endstützen beim Verfahren durch Motore von 12 PS. Leistung angetrieben.

Beim Bau des Rhein-Herne-Kanals (Schleuse bei Duisburg) hatten die beiden Seilbahnen eine Spannweite von 320 m. Die Tragkraft jeder Bahn betrug etwa 3000 kg, die Leistung (Bodenaushub aus der Schleusenbaugrube, Beton- und Kiesförderung u. a. m) 250 cbm in 10 Stunden.

Weitere Angaben über diese Bauweise s. u. a. :

Quaiförderer, Hochbahnkrane und Drahtseilverladebahnen. Zentralbl. d. Bauvenvaltung 19Q2, S. 271.

Neuere Hebe- und Yersetzvorrichtungen bei Bauausführungen. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 415.

Engin. Record 1905. I. S. 242 u. 259, 1906 S. 276. Scientific american 1. 4. 1905 und 1. 7. 1905.

Hamburger Kaibauten s. Deutsche Bauzeitung Mitteilungen über Zement-, Beton- und Eisenbejtonbauten 1906, S. 14. Zeitschr. d. Yer. deutsch. Ing. 1900, S. 1097. 1905, S. 1190. 1908, S. 1829. 1909, S. 274, S. 1822. 1910, S. 762. Drahtseilbahnen bei Ausführung von Ingenieurbauten. Deutsche Bauzeitung, Mitteilungen 1911 Nr. 17 S. 135. Über die Berechnung von Seilbahnen. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1910, S. 2214.

Über den Bau der Ashokan-Sperre und des Kensico-Beckens (Wasserversorgung von Neu York) unter Verwendung von Seilbahnen und Derrick-Kranen s. Eng. Rec. 19. 10. 1912 und Deutsche Bauzeitung 1912, S. 766, 794 u. f.

Kabelkrane für Bauzwecke. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1912, S. 682.

§ 63. Die Mauerarbeileu. Die Mauerung macht beim Bau einer Talsperre das Wesen des Bau Vorganges aus. Es soll hier ein Mauerkörper geschaffen werden, der einerseits die statischen Bedingungen der Konstruktion erfüllt und andererseits große Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit gewährleistet²]. Welche Bauwerke haben so eigne Anforderungen zu erfüllen, wie die Sperrmauern! Einzeln stehende Mauern, sind sie den Einflüssen und Angriffen der Witterung frei ausgesetzt. Die Schwankungen der Wärme bringen eine ständige Veränderung des Bauminhalts mit sich, die zusammen mit dem wechselnden Wasserdruck aus dem Becken zu Bewegungen des Mauerkörpers Ver-

*) Siehe die auf S. 446 angegebene Quelle.

²) Yergl. auch die interessanten Ausführungen über die Notwendigkeit, die Talsperrenkörper als einheitliche Monolithen auszuführen in Schuyler, Reservoirs for Irrigation, Water Power and Domestic Y ater Supply. 2. Aufl. 1908, S. 204.

anlassung gibt, die er ertragen soll, ohne Schaden zu nehmen. Eine Talsperre muß daher hinsichtlich Baustoffe und Arbeit ausgesuchte Eigenschaften besitzen. Nun aber geht der Umfang der Mauerarbeiten ins große. Es findet ein Massenbetrieb statt, und darin liegt eine gewisse Gefahr für die Güte der Ausführung. Denn es greift leicht eine gleichgültige Auffassung Platz, indem man in einem so großen Baukörper dem einzelnen Teile weniger Bedeutung beimißt. Es ist zwar richtig, daß die große innere Masse der Sperrmauer in erster Linie als Gewicht wirkt und ihre Festigkeit weniger in Anspruch genommen wird. Allein die Dauerhaftigkeit und die Sicherheit, welche bei der Anlage von Talsperren im Interesse des Baues und der Allgemeinheit gewahrt werden muß, fordert ein gleiches Maß der Sorgfalt für alle Teile und darf Verfehlungen auch im einzelnen nicht belanglos erscheinen lassen. Eine eigne Mauertechnik hat sich hier herausgebildet, und die nachstehend beschriebene Ausführungsweise dürfte aus dem Grunde allgemeineres Interesse haben, weil sie den Vorgang der Mauerung veranschaulicht, wie solcher sich bei den meisten deutschen Ausführungen vollzogen hat.

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Von Bedeutung ist die Frage der Größe der im Mauerwerk einer Talsperre zu verwendenden Steine. Gut ist es, wenn Steine von verschiedener Größe zur Verfügung stehen, um nach allen Seiten ein festes Ineinandergreifen, ein gutes Anpassen der Steine aneinander und eine möglichste Enge der Fugen zu erzielen. Kleine Steine ergeben leicht ein »schwimmendes« Mauerwerk, da die gegenseitige Verspannung weniger gut ist, und für eine möglichst feste Lagerung ist ein sehr steifer Mörtel erforderlich. Die Ausführung erfolgt dann unter Umständen besser in Form der Betonierung als in Mauerung. Bei Verwendung sehr großer und regelmäßig gestalteter Steine kann zwar Mörtel gespart werden, wodurch der doppelte Vorteil erreicht wird, daß das Mauerwerk billiger und zugleich schwerer wird als bei kleinen Steinen. Dieser Umstand hat bei den bedeutenden Massen einer Talsperre immerhin schon wesentlichen Einfluß auf die Baukosten. Andererseits besteht hierbei die Schwierigkeit des Verlegens. Die

großen Steine werden, wTenn nicht Kranbetrieb stattfindet, auf dem Mauerwerk gewälzt oder gekantet, oft auf mehrere Meter weit ohne schützende Holzunterlage. Es entstehen dabei leicht Verdrückungen und Risse, und schon vermauerte Steine lösen sich ihrem Lager ab. Ein weiterer Übelstand großer und unregelmäßiger Steine besteht

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darin, daß bei ihrer Einmauerung volle Fugen schwieriger zu erzielen sind. Um diese Mißstände, die geeignet sind, die Güte des Mauerwerks zu beeinträchtigen, zu vermeiden, erscheint dort, wo die Steine von Hand, ohne Anwendung von Kranen, vermauert werden, eine solche Größe vorteilhaft, die es ermöglicht, daß die Steine von zwei Leuten bequem bewegt werden können. Das ist zudem für die Handhabung auf der Baustelle ein praktischer Maßstab.

Man fand in den Hasper Steinbrüchen:

1.    Rötliche Grauwacke, rot durch Eisengehalt.

2.    Graue bzw. blaugraue Grauwacke; sehr gesund.

3.    Grünliche Grauwacke.

4.    Tonschiefer.

5.    Viel rötliches und gelbliches Abraumgestein.

Die gute blaugraue Grauwacke diente dazu, die Verblendung der Mauer abzugeben. Die rötliche Grauwacke mit Eisengehalt bis 15 v. H. war infolge des Eisengehaltes nicht wetterbeständig. Eisen wittert unter der Einwirkung des Wassers als rötliche Flüssigkeit aus. Diese roten Steine wurden im Innern der Mauer bis auf 5 m von den Außenflächen vermauert. Auch an der Urfttalsperre hat man den weicheren Stein in der Mitte vermauert, während für die Außenflächen auf etwa 2 m Tiefe Grauwacke verwendet wurde.

Dieser Grundsatz, die Steine zu sortieren und in den Außenlagen das bessere Gestein, im Innern die zweite Güte zu vermauern, ist bei vielen Talsperrenbauten befolgt worden und kann im allgemeinen als zuläßig gelten.

In Solingen durften zur Mauerung nur Bruchsteine verwendet werden, die durchaus fest, gesund und unverwittert waren. Für die Außenflächen wurde besondere Auswahl getroffen. Bruchsteine, deren Stärke weniger als 10 cm und deren Länge weniger als 30 cm betrug, wurden im allgemeinen nicht vermauert. Solche Stücke sind zum Auszwicken der Fugen zwischen größeren Steinen benutzt worden. Andererseits durfte die Größe j/₂ cbm nicht wesentlich überschreiten. So große Steine fanden sich nur wenige vor, da das Gestein der Brüche im allgemeinen in mittlerer, aber wechselnder Größe brach. Steine, welche tief in das Innere verlaufende Spaltflächen und Bisse zeigten, wurden in diesem Zustand nicht eingemauert. Wenn der Stein sonst gesund

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Abb. 307. Das Reinigen der Bausteine (Steinwäsche).

und fest war, so war es nötig, ihn zu spalten; dann konnten die Stücke einzeln eingebaut werden. Einen guten Anhalt für die Beurteilung des Gesteins erhält man dadurch, daß die Steine im Herbst auf Lager gebracht werden und allen Witterungs-einflüssen frei ausgesetzt überwintern. Da scheidet sich unter der wechselnden Ein-wirkuug von Frost, Wärme, Sonnenschein und Nässe bald das kernige und wetterfeste von dem minderwertigen Material. Die Keinigung der Steine geschah in den Brüchen und auf den Lagerplätzen mittels Wasserstrahl von 3—4 Atm. Druck bei gleichzeitiger Anwendung von Stahlbürsten, um eine für das Anhaften des Mörtels erforderliche reine Fläche zu erzielen. (Abb. 307.)

Der Mörtel der Mauerung wird im allgemeinen steif angemacht und enthält dann in der Verarbeitung 16—17 v. H. des Mörtelgewichts an Wasser. Ein Übermaß von Feuchtigkeit wirkt insofern schädlich, als das Wasser aus der Mauer heraustritt und die dadurch entstehenden Poren zu Undichtigkeiten Anlaß geben. Für Traßmörtel sind diese Nachteile weniger zu fürchten, da er im Mauerinnern noch einige Zeit nach der

Vermauerung eine gewisse plastische Beschaffenheit behält, so daß sich der Mörtel durch die Last der nächst aufgemauerten Schichten zusammendrückt. Aus letzterem Grunde erscheint ein flotter Baufortgang geeignet, eine größere Geschlossenheit des Mauerwerks herbeizuführen. Zu trocken darf der Mörtel andererseits auch nicht sein ; er muß »kellgerecht« sein. Denn die Durcharbeitung zu trockenen Mörtels zu einem gleichmäßigen Gemenge ist selbst in guten Maschinen kaum zu erreichen. Überdies entsteht die Gefahr, daß die Masse pulvrig wird und ihre Geschmeidigkeit aufhört. Dies führt aber zu schlechter Mauerung. Es ist demnach der Wassergehalt des Mörtels durch die Grenzbestimmungen festgelegt: er muß eine geschmeidige Beschaffenheit besitzen, andererseits aber nicht so feucht sein, daß bedenkliche Verdrückungen entstehen könnten und die Erhärtung des Mörtels zu sehr in die Länge gezogen wird. Der Traßmörtel besitzt im allgemeinen diese Eigenschaften, wenn er mit dem erwähnten Wassergehalt angemacht wird.

Der fertige Traßmörtel kann in den Bütten über Nacht stehen bleiben, soweit seine Aufarbeitung am Herstellungstage nicht erfolgt. Nur am Schlüsse der Arbeitswoche muß der Vorrat aufgebraucht werden. Es hat kein Bedenken, wie Festigkeitsversuche zeigten (vgl. S. 469 u. 483), den Traßmörtel bis zum nächsten Tage stehen zu lassen, da er dadurch an seiner Abbindefähigkeit nichts einbüßt. Dies ist eine ungemeine Erleichterung für den Baubetrieb, die bei Verwendung von schnell erhärtendem Mörtel (Zementmörtel) fortfällt. Derselbe günstige Umstand bringt es mit sich, daß Arbeitsunterbrechungen wegen plötzlich eintretender Regenfälle nicht mit Geldverlusten verknüpft sind.

Die Mauerung muß mit vollen Fugen geschehen, um ein festes, schweres und dichtes Mauerwerk zu erzielen. Die Fugen müssen enge sein; doch darf naturgemäß nicht Stein an Stein liegen, wodurch eine Wasserader entstehen würde. Zudem gibt eine große Anhäufung von Mörtel leicht zur Rissebildung Veranlassung. Größere klaffende Fugen zwischen den unebenen und unregelmäßigen Bruchsteinen werden, nachdem der Raum mit Mörtel angefüllt ist, durch Hineindrücken kleinerer Steine, sog. »Zwicker«, ausgefüllt. Die Oberflächen der Schichten bleiben am besten uneben, wie sich dies bei einem zwanglosen Arbeitsvorgänge mit unregelmäßig geformten Steinen von selbst ergibt. Hierdurch wird für die nächste Schicht ein festes Eingreifen und ein guter Verband mit dem alten Mauer werk herbeigeführt.

Das Mauerwerk wird in Lagen von 1—1,5 m Höhe ausgeführt. (Abb. 308 bis 310.) Dabei sollten im Verbände abgesetzte, nicht zu steile Abtreppungen (etwa 1:1) für den Anschluß des Nachbarmauerwerks stehen bleiben. Die Ausführung der Schichten nimmt zweckmäßig von der Wasserseite ihren Anfang. Die Lagen werden auf etwa i/₃ der Mauerdicke zunächst wagerecht, um dann in dem übrigen ²/₃ nach der Luftseite hin anzusteigen. Näheres über den Zweck dieses Verfahrens s. S. 259.

Vorbedingung für die gute Erhärtung des Traßmörtels ist, daß er die hierfür erforderliche Feuchtigkeit besitzt. Diese ist im Mörtel, der mit 16—17 v. H. Wassergehalt angemacht wird, in mehr als notwendigem Maße vorhanden¹). Das Wasser gelangt beim Vermauern in das Innere des Mauerwerks und bleibt dem Mörtel erhalten, da die Verdunstung in dem großen Mauerkörper nur ungemein schwach ist und das Wasser überdies durch künstliche Anfeuchtung oder Regen ständig ergänzt wird. Um den Mörtel der Oberfläche vor dem Austrocknen zu schützen, wird die Mauer während

der Ausführung täglich mehrmals von oben her und in den Außenflächen durch Überbrausen reichlich genäßt. Die Häufigkeit und Stärke, mit der dies zu erfolgen hat, hängt von der Witterung ab.

Der Fortschritt der Mauerung ist außer von der jeweiligen Größe der Maueroberfläche auch von der zu beschäftigenden Maurerzahl abhängig. Jeder Maurer verlangt ein gewisses Arbeitsfeld und Beweglichkeit, und es gibt eine Grenze, über die hinaus nicht Leute auf der Maureroberfläche tätig sein dürfen, wenn nicht Verwirrung in den Baubetrieb kommen soll. Es hat sich gezeigt, daß auf den Kopf 10—12 qm Arbeitsfläche

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Abb. 308. Mauerarbeiten an der Hescbeder Talsperre (1902/03). (Bruchsteinmauerwerk in Traßmörtel.)

als Mindestmaß entfallen müssen. In dieser Einheitszahl ist der Anteil für die Fördergleise, Steinpritschen und Mörtelbütten mit eingerechnet. Die Mauer erscheint dann stark besetzt. Dieses Maß für die Arbeitsfläche läßt sich, wie bereits an anderer Stelle (s. S. 495) erörtert, noch etwas herabmindern, also die Maurerzahl vergrößern, durch Beseitigung der Fördergleise und Verlegung derselben auf ein Gerüst außerhalb der Mauer.

Um ein etwaiges Setzen des Mauerwerks festzustellen, kann man an den Außenflächen in 3—4 m Höhenabstand verteilt eiserne Marken, bestehend z. B. aus Flacheisen von 20 cm Länge und 5 cm Breite mit kegelförmiger Spitze einmauern. Ihre Beobachtung kann durch Nivellieren sowie durch unmittelbares Messen an einigen lotrecht übereinander angebrachten Marken geschehen. Bewegungen dieser Marken konnten jedoch

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Abb. 309. Die Talsperre der Stadt Nordhausen a./H. im Bau(1904 —1906).

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Abb. 310. Bau der Mauerschächte für die Wasserentnahme (Nordhauser Talsperre).

beim Solinger Talsperrenbau selbst zu Zeiten lebhaften Baubetriebes nicht festgestellt werden. Im allgemeinen tritt an diesen Außenflächen eine schnellere Erhärtung des Traßmörtels als im Mauerinnern ein.

Das statistische Ergebnis der Mauerarbeiten an der Sengbachtalsperre, die nach vorstehenden Grundsätzen erbaut wurde, läßt sich in folgenden Angaben zusammenfassen.

Die Gesamtmauermasse im eigentlichen Mauerkörper der Sperrmauer beträgt 62550 cbm, im ganzen einschließlich der Nebenarbeiten für die Kaskade, Entnahmeschächte und Schieberhäuser 65930 cbm. Außerdem wurden für die Gründungsarbeiten 1130 cbm Beton verwandt. Zur Herstellung der ersteren Mauermasse sind in zwei Sommern 319 Arbeitstage gebraucht worden (Abb. 311).

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Abb. 311. Statistische Ergebnisse der Mauerarbeiten.

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Die Mauerleistung erreichte ihren Höhepunkt in dem stark beschleunigten Betriebe des zweiten Bausommers (1902) mit 46100 cbm; die monatliche Höchstleistung waren rund 8000 cbm. Für die ganze Bauzeit ergibt sich eine durchschnittliche Tagesleistung von rund 206 cbm, während diese in einzelnen Abschnitten des zweiten Bausommers bis zu 309 cbm gesteigert werden konnte. Das Anwachsen der Mauer betrug in der mittleren Höhe bei geräumiger Arbeitsfläche 0,76—0,85 m in der Woche. Gegen die Mauerkrone hin wurde ein wöchentlicher Baufortschritt von 1,25—1,30 m der Höhe nach erreicht. Im Mittel wurde mit annähernd 100 Maurern gearbeitet, während ihre Zahl zeitweise bis 140 an der Sperrmauer selbst und bis etwra 160 einschließlich aller Nebenarbeiten betrug. Als durchschnittlich tägliche Leistung eines Maurers ergibt sich aus der zweijährigen Bauzeit 2,1 cbm Mauerwerk Unter günstigen Umständen ist sie bis zu 2,6 cbm gestiegen. Außerdem entfielen auf die Fertigstellung von 1 cbm Mauerwerk noch der Aufwand von 0,22 Handlangertagewerk für den Stein- und Mörteltransport auf der Mauer und sonstige Nebenarbeiten und 0,9 Steinbrucharbeitertagewerk. In letzterer Arbeit ist das Steinebrechen, Reinigen und die Förderung zur Mauer einbegriffen. Die Gesamtzahl der Arbeiter während der dreijährigen Bauzeit schwankte zwischen 600 und 700 Mann. Der Mörtelverbrauch im ganzen stellte sich auf 40,8 v. H. In dem lebhaften Betrieb des zweiten Bau-

sommers (1902) mußten täglich im Durchschnitt etwa 114 cbm, an einzelnen Tagen jedoch bis zu 150 cbm Mörtel hergestellt werden. Die durchschnittliche Zahl der Arbeitstage im Monat betrug 24.

Bei Aushebung der Baugrube der Sperrmauer wurden 11 700 cbm Erd- und Geröllmassen und 22000 cbm Fels bewegt. Beim Bau der Möhnetalsperre wurde eine mittlere Tagesleistung des Maurers von 2,74 cbm erreicht.

Zur Statistik der Maurerarbeiten sei noch bemerkt: Die Mauermasse des Altenweihers (Vogesen) beträgt im ganzen 10300 cbm und es erforderte 1 cbm Mauerwerk bei Kranbetrieb:

0,57 Maurertagsschichten,

0,72 Handlangertagsschichten,

1,66 Steinbrechertagsschichten,

0,03 Maschinisttagsschichten,

0,49 Arbeiterschicht für Erdarbeiter, sonstige Nebenarbeiter. (Verlegen der Gleise, Wasserpumpen, Schutthalden usw.)

Der Bau währte zwei Bausommer.

Das Ergebnis beim Bau des Lauch enseeweihers (Kranbetrieb s. S. 496) stellt sich wie folgt:

Auf 1 cbm Mauerwerk entfielen an Tagewerksschichten:

0,45 Maurerschichten,

0,12 Handlangerschichten,

0,27 Tagelöhnerschichten,

1,0 bis 1,2 Steinbrucharbeiterschichten.

Über die Herstellung des Mauerwerks der Sperrmauer im Alfeld ist zu bemerken, daß abgeglichene Schichtung vermieden wurde. Das Mauerwerk wurde als Zyklopenmauerwerk in Lagen von 1 m Dicke ausgeführt, wobei eine allseitige Verspannung angestrebt wurde. Die Fugen an der Wasserseite sind auf 7 cm Tiefe ausgehackt und mit Mörtel im Mischungsverhältnis: 1 Teil Zement: 2 Teile feiner Sand ausgestrichen worden¹).

Über die Abdichtung des Mauerfußes und den Verputz an der Wasserseite ist auf S. 200 das Erforderliche mitgeteilt worden. Ergänzend zu jenen Ausführungen sei bemerkt, daß man neuerdings bei einigen Talsperren das Wunnersche Bitumen dem Putzmörtel unmittelbar beigemengt hat, wodurch der Zementmörtel eine etwas dunkle Färbung erhält. Dieses Verfahren ist u. a. beim Bau der Öster- und Neyetalsperre zur Anwendung gelangt. Der Zusatz beträgt zu den gewöhnlichen Mischungsverhältnissen 1:2 bis 1:3 etwa 0,05 bis 0,1 Baumteile Bitumen. Es scheint, daß die Festigkeit durch den Zusatz etwas vermindert wird, jedoch zeigte in der Ausführung der Putz der Neyetalsperre eine gute feste Form.

Die Winterabdeckung der Mauer. Nachtfröste im Gebirge und besonders in den Tiefen der Täler treten im Herbst frühzeitig und oft plötzlich und unerwartet auf. Es ist die Frage, in welchem Zeitpunkt unter solchen Umständen die Mauerarbeiten bei TalsperrenausfUhrungen eingestellt werden sollen. Es ist zwar erwiesen, daß der Traßmörtel bis zu einem gewissen Grade gegen die Einwirkungen des Frostes unempfindlich ist. Versuche mit gefrorenem Traßmörtel, der auftaute und wiederholt fror, zeigten eine merkbare Abnahme der Abbindefähigkeit wie der Festigkeit nicht (s. S. 483). Doch kann man im Mauerbetriebe wahrnehmen, daß Teile in der oberen Kruste des Mörtels nach dem Auftauen eine staubförmige Beschaffenheit besitzen und ihre Binde-fähigkeit verloren haben. Die Frostbeständigkeit des als Masse gefrorenen Mörtels ist also noch kein Beweis, daß nicht die äußeren Teile, die dem Frost und beim Auftauen gleichzeitig der Verdunstung unterliegen und ihren Wassergehalt verlieren, Schaden nehmen. Im allgemeinen aber wird man bei geringen Nachtfrösten, die durch eine höhere Temperatur am Tage ausgeglichen werden, so daß ein Auftauen des Mörtels stattfindet, mit dem Mauern nicht gleich aufhören dürfen. Man wird so lange arbeiten können, als sich die mittlere Wärme noch einige Grad Uber Null hält. Auch ließen die Vorgänge im Sengbachtal erkennen, daß eine Abdeckung des frischen Mauerwerks mit Säcken nachhaltigen Schutz selbst bei stärkeren Nachtfrösten während einiger Zeit zu

l) Zeitschr. f. Bauwesen 1889.

geben vermag. Leider ist es bei der großen Fläche der Mauer nicht möglich, sie insgesamt abzudecken, dies kann im allgemeinen nur bei den am letzten Tage hergestellten Teilen geschehen; die anderen zwei bis drei Tage alten Stellen bleiben dem Frost ausgesetzt. Im übrigen aber wird man sich vergegenwärtigen müssen, daß es wenig von Belang sein kann, ob die Mauerarbeiten im Spätherbst, wo bei der Kürze der Tage und bei der oft schlechten Witterung ohnehin wenig geleistet wird, noch um einige Tage länger fortgesetzt werden. Was machen die wenigen hundert Kubikmeter Mauerwerk, die unter solchen Umständen noch geleistet werden, gegenüber der Gesamtmasse der Talsperre aus? Dazu kommt, daß unter solchen Umständen eine wesentliche Verteuerung gegenüber dem gewöhnlichen Betriebe in guter Jahreszeit entsteht. Diese Erwägungen sollten für unser Klima in Deutschland dahin führen, daß die Mauerung

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Abb. 312. Winterabdeckung der Sperrmauer während des Baues (Solinger Talsperrej.

von Talsperren etwa am 1. November — ohne Rücksicht auf die waltende Witterung — eingestellt wird, wenn es sich nicht vielleicht nur um die letzten oberen Mauerteile handelt, von deren Ausführung die Fertigstellung der Gesamtanlage und Inbetriebnahme abhängt. Zu diesem Zeitpunkte sollte mit der Abdeckung, deren Herstellung immerhin 10 bis 14 Tage dauert, begonnen werden.

Die Winterabdeckung der Solinger Sperrmauer in der durchschnittlichen Höhe von +117,60 N.N. geschah mit Sand etwa 20 cm hoch, Brettern und einer Papplage, nachdem die Oberfläche vorher gereinigt und mit Stahlbürsten abgekehrt war. (Abb. 312 u. 313.) Eine Abgleichung des Mauerwerks war nicht angestrebt worden, sondern es wurde in voller Unregelmäßigkeit mit den Abtreppungen, wie sie der Stand der Arbeiten mit sich gebracht hatte, abgedeckt. In dieser Unregelmäßigkeit wurde gegenüber der Ausgleichung insofern ein Vorteil vermutet, als ein besserer Verband zwischen dem alten und späteren neuen Mauerwerk erhofft wurde. Die Reinigung der abgedeckten Mauer im Frühjahr 1902 erfolgte in der Weise, daß die Oberfläche mit Stahlbürsten und kräftigem Wasserstrahl gleichzeitig bearbeitet wurde, wodurch der Sand aus allen Fugen herausgekratzt und die Mauer wund geritzt wurde. Wo

der Mörtel durch Frost gelitten hatte, wurde er mit eisernen Klammern und kleinen Spitzhämmern aus den Fugen gehackt, bis überall eine vollkommen reine und feste Mauerfläche erreicht war. Eine derartige winterliche Unterbrechung gibt immerhin eine schwache Stelle ab; denn es findet zwischen altem und neuaüfgebrachtem Mauerwerk nicht eine so innige Verbindung statt wie bei gleichmäßig aufgeführtem Mauerwerk.

Die Winterabdeckung der Nordhauser Talsperre. Die winterliche Unterbrechung der Mauerarbeiten erfolgte 5,0 m unter Kronenhöhe. Die Maueroberfläche wurde in 50 cm Stärke mit Tannenbusch abgedeckt. Darüber lag Dachpappe, die mit Brettern und Steinen beschwert war.

An der Urfttal-sperre geschah die erste Überwinterung in der Weise, daß das noch unter Talsohle befindliche Mauerwerk unter Wasser gesetzt wurde. An der Ennepe- und Möhnetalsperre ging man in gleicher Weise vor. Es ist dies ein vorteilhaftes und billiges Verfahren des Winterschutzes. Beim Bau des Lauchenseeweihers (1892/93) tat man dies zu dem weiteren Zwecke, um den Mörtel (Traßmörtel) für die bessere Erhärtung unter Wasser zu bringen. Jedoch erwies sich die Erhärtung besser an Probemauerklötzen, die nicht dem Wasser ausgesetzt waren¹). Im zweiten Winter (1910/11) war die Mauer der Möhnetalsperre nach der Art des Solinger Baues abgedeckt.

Die meisten Mauern zeigen in und unter derjenigen Höhe, in der sie eine winterliche Unterbrechung erfahren haben, meist Feuchtigkeit an der Außenseite. Diese ist zur Winterzeit, wo die Verdunstung des ausschwitzenden Wassers gering ist, besonders stark erkennbar, so z. B. an der Remscheider, der Lingese, Bevertalsperre in Rons-dorf usw. Die Undichtigkeit in Höhe der Winterabdeckung wird man sich daraus erklären müssen, daß an diesen Sperren spät im Herbst, teilweise bei Frost bzw. Nachtfrösten gemauert worden ist; oder es hat das Mauerwerk im Frühjahr Frost erhalten, wodurch es poröser wird. Diese Erscheinung an bestehenden Mauern weist darauf hin, daß es erwünscht ist, das Mauerwerk einer Talsperre so schnell als möglich hoch zu führen, aber noch weiterhin lehrt die Fuge, die sich in Höhe der winterlichen Unterbrechung zu zeigen pflegt, daß man gut tut, eine vollständig wagerechte Abgleichung über Winter zu vermeiden. Am besten ist es, das Mauerwerk mit Abtreppungen stehen zu lassen.

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Abb. 313. Querschnitt und Längsschnitt durch die Winterahdeckung.

Anfertigung von Probemauerkörpern. Wenn unter gewöhnlichen Verhältnissen Uber die Festigkeit des im Bau verwendeten Mörtels Aufschluß durch fortlaufende Untersuchungen gewonnen werden kann, so können diese Ergebnisse nicht mehr maßgebend sein, wenn sich die Ausführung und erste Erhärtung des Mauerwerks unter ungünstigen Umständen in rauher Jahreszeit vollzieht. Es ist eine bekannte Erscheinung, daß Mauerteile, welche in naßkalter Zeit hergestellt werden oder im Wasser lagern, verhältnismäßig langsam abbinden. Darum ist es für die Entscheidung der vorliegenden Frage bei einer im Spätherbst fertig gewordenen Talsperre gut, das Verhalten des Mörtels in dem dieser Jahreszeit angepaßten Zustande der Erhärtung zu erforschen. Ermittlungen dieser Art wurden für die Solinger Talsperre angestellt, deren Anstauung frühesten Zeitpunkt, den die SicherheitsrUcksichten zuließen, in Aussicht genommen war.

zum

i) Zeitschr. f. Bauwesen 1902.

Ende September 1902, als sich die Mauerarbeiten ihrem Schluß zuneigten, wurden in der Wiese unterhalb der großen Sperrmauer drei Probemauerklötze in Traßmürtel, in gleicher Mischung wie im Bau selbst, hergestellt. Zwei der Probekörper standen unter Geländehöhe, zum Teil im Grund-wasser, und wurden einige Tage nach dem Aufmauern um 20 bzw. 80 cm mit Erde überschüttet. Der dritte Mauerklotz, deren jeder einen Würfel von 80 cm Seitenlange bildete, stand frei in Geländehöhe. Aus dem gleichen Mörtel wurden Probekörper für Zerreißversuche in der üblichen Weise geformt. Diese Zerreißkörper wurden zum Teil in kleinen hölzernen, in den Wänden durchlöcherten Kästen neben den Mauerklötzen in 0,60 bzw. 1,20 m Tiefe mit in der Erde vergraben, während eine weitere Versuchsreihe von Zerreißkörpern auf dem Baubureau nach einigen Tagen Lufterhärtung unter Wasser liegend aufbewahrt wurde. Ebenso wurden Ende Oktober 1902 Probestücke aus Zementtraßmörtel von der Zusammensetzung (1 Kalk + D/2 Traß + l³/₄ Sand) und ein Zementmörtel (1: 3) hergestellt. Zwei solche Mauerklötze mit Zerreißkörpern wurden, wie vorbeschrieben, in der Erde gelagert. Der dritte Mauerkörper stand frei, weitere Zerreißkörper wurden im Zimmer unter Wasser aufbewahrt. Im Frühjahr 1903 fand die Untersuchung auf die Erhärtung statt. Der Winter hatte mehrere Frostzeiten von 10 bis 15° C im November, Dezember und Januar gebracht. Februar und März waren verhältnismäßig gelind. Alle Mauerkörper erwiesen sich beim Aufbruch als durchaus gut abgebunden und fest. Das Zementtraßmörtelmauerwerk zeigte, obwohl jünger, der äußeren Wahrnehmung nach eine größere Festigkeit als das reine Traßmörtelmauerwerk. Der Frost hatte auf die freistehenden Klötze nur wenig Einfluß ausgeübt. Die Zerreißversuche der geformten Proben hatten folgendes Ergebnis :

Zugfestigkeit im Mittel aus 10 Versuchen in kg/qcm.

Aufbewahrung

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in der Erde im Grundwasser

in feuchter Erde

unter Wasser über Winter im ungeheizten Zimmer

Traßmörtel

(1 Kalk + IV2 Traß + l³/₄ Sand) 25 Wochen alt Zementtraßmörtel (2 Traßmörtel +1 Zementmörtel) 21 Wochen alt

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Diese Versuche tun erneut dar, daß reiner Traßmörtel bei starker Feuchtigkeit und in kühler Witterung — unbeschadet späterhin wachsender Festigkeit — langsamer erhärtet als bei einem Zusatz von Zement. Wo es also unter solchen Umständen auf schnellere Erhärtung ankommt, wird es sich empfehlen, dem Traßmörtel etwas Zement beizumischen. Dies geschah darum auch beim Mauerwerk der Talsperre im Sengbachtale in den oberen 6V2 na, und der dort verwandte Zementtraßmörtel hatte das oben angegebene Mischungsverhältnis. Aber auch ohne einen solchen Zusatz war die Festigkeit

12,5 +11,9

des in der Erde über Winter erhärteten Traßmürtels mit i. M.

= 12,2 kg/qcm eine solche,

daß die Vollstauung des Talbeckens im Zeitpunkt der Untersuchung der Mauerkörper, also nach 51/2 Monaten Erhärtung, selbst wenn reiner Traßmörtel im oberen Teile der Sperrmauer verwendet worden wäre, unbedenklich hätte geschehen können. Denn die Druckfestigkeit kann man hiernach zu etwa 12,2- 7 = 85 kg/qcm annehmen, während die überhaupt größte Beanspruchung in der Mauer 8 bzw. 10 kg/qcm beträgt und nach oben hin wesentlich geringer ist. Der Beginn der Stauung hätte bald nach Beendigung der Mauerarbeiten erfolgen können, da bei der ersten Anstauung zunächst die älteren unteren Mauerteile in Anspruch genommen werden und die Füllung sich über mehrere Monate hinzuziehen pflegt. Tatsächlich begann die Anstauung Ende März 1903.

§ 64. Die Ausführung der Staumauern in Beton. Die Ausführung des Betons, die Wahl des dem Zwecke angepaßten Mischungsverhältnisses und andere Fragen dieser neuzeitlichen Bauweise soll hier nicht näher erörtert werden. Es sei in

dieser Beziehung- auf die einschlägige Literatur hingewiesen²). Einige Bemerkungen für und wider die Verwendung von Beton in Talsperren s. S. 197. Die Erörterungen über dieses für die Technik der Talsperren sowie anderer Bauausführungen bedeutsame Baumaterial sind noch nicht abgeschlossen und diese Frage wird lebhaft umstritten, zumal die Verbindung des Betons mit dem Eisen zu Eisenbeton. Es sollen hier nur an der Hand von Wahrnehmungen auf der Baustelle bei Betonierungen einige Erscheinungen besprochen werden, wobei für die Ausführungen selbst auf die Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken (s. S. 181 u. f.) verwiesen werden möge. Es ist dort das Notwendigste über die Materialbeschaffenkeit, die Zubereitung und den Arbeitsvorgang gesagt worden.

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Als Bedingung für die theoretische Dichtigkeit des Betons wird im allgemeinen die Forderung gestellt, daß die Bindestoffe etwa 15 v. H. Überschuß Uber den Hohlraum des Sandes und der Steine haben müssen. Bei dem Einbringen des Betons in eine Holzoder Eisenschalung treten leicht Mißstände auf, die seiner Güte und Dichtigkeit Gefahr bringen. Die Ausführung vollzieht sich in einem großen Baubetriebe mit vielen schiedenartigen und oft ungeübten Arbeitern oder Gehilfen und unter mancherlei Zufälligkeiten und Widrigkeiten, die eben einem rauhen Arbeitsbetriebe, besonders an abseits gelegener Baustelle anhaften. Unterbrechungen durch Regen, Arbeitseinstellungen oder vorübergehenden Baustoffmangel, Wechsel der Arbeiter, sowie das Herabstürzen des Betons von hochgelegener Förderbahn zur Verwendungsstelle, Nachtarbeit bei mangelhafter Beleuchtung und andere Umstände führen dazu, daß auch bei guter und ständiger Aufsicht nicht immer tadellose Arbeit entsteht. Der Stampfbeton läßt sich hier nicht in so hoher Vollkommenheit hersteilen, wie in dem engumgrenzten Rahmen eines Versuches mit geschulten Kräften und bei peinlichster Sorgfalt der Handhabung. Eine leicht eintretende Folge ist die Porigkeit des Betons, besonders an den Wandungen sowie zwischen den wagerecht eingestampften Lagen. Durch welche vorbeugenden Maßnahmen kann solchen schädlichen Einflüssen begegnet werden? Wenn man diesen Gegenstand prüft, so treten zwei weitere Fragen auf und zwar, ob die Verwendung des Betons in erdfeuchtem oder in nassem (plastischem) Zustande empfehlenswerter ist und wie groß sein Mörtelgehalt zu wählen ist. Es soll hier nicht auf die Erörterung eingegangen werden, ob der erdfeuchte oder plastische Beton größere Festigkeit erlangt. Ein geringes Mehr der einen oder anderen Art hat für die Praxis nicht gerade große Bedeutung, da die in den Bauwerken als zulässig erachteten Beanspruchungen im allgemeinen nur einen geringen Bruchteil der ganzen Widerstandsfähigkeit des Baustoffes bilden. Wesentlicher erscheint die Geschlossenheit des Betons. Ist die letztere vorhanden, so wird damit an sich schon eine höhere Festigkeit erzielt als bei einer durchlöcherten Masse. Größere Gewähr für einen geschlossenen Beton bietet nun gegenüber allen vorhin erwähnten Zufälligkeiten die feuchte, jedoch noch stampffähige Anmachung, da das Sacken und Insichverdichten eines solchen Gemisches nach dem Schwergewicht etwaige unzureichende Stampfarbeit bei erdfeuchtem Beton ausgleicht. Bei letzterem kann an warmen Sommertagen unter der Einwirkung der Sonne überdies unmittelbare Gefahr dadurch entstehen, daß die Masse nicht die zum Abbinden erforderliche Feuchtigkeit behält. Aus diesen Gründen empfiehlt sich für den praktischen Baubetrieb der

plastische Beton mehr als der erdfeuchte. Er trägt den Umständen des wirklichen Bauvorganges besser Rechnung. Noch in anderer Weise, und zwar durch reichlichen Gehalt an Mörtel, kann man der Porigkeit des Betons steuern. Diese Mörtelmenge muß dann allerdings, besonders bei Steinschlagbeton, wesentlich über das Maß hinausgehen, das die üblichen Formeln verlangen. Die in Solingen verwandten Betonmischungen waren »theoretisch« durchaus dicht und bei der Herstellung von Probebalken für Bruchversuche, die sehr sorgfältig gestampft wurden, zeigten die Bruchflächen auch fast vollkommene Geschlossenheit. Nicht so der Beton der wirklichen Ausführung. Mit geringeren Kosten als mit einem Überfluß an Mörtel wird man im allgemeinen ein dichtes

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Abb. 314. Die Beton-Talsperre von Buchwald (Schlesien) im Bau.

Betonmauerwerk durch einen guten Putzüberzug erreichen, ja es dürfte die von Männern der Praxis vielfach vertretene Ansicht nicht ohne Berechtigung sein, daß es ohne Verputz überhaupt nicht möglich ist, Beton in der üblichen Bauweise wasserdicht herzustellen. Uber die Beschaffenheit der Betonsteine s. S. 186.

Es gibt Ingenieure, welche es nicht für erforderlich halten, die Betonsteine von dem Staub, der sich den Steinen beim Zermahlen in den Steinbrechern beimengt, zu befreien, und dieser Steinstaub soll die Dichtigkeit nicht stören, sondern im Gegenteil die Undurchlässigkeit des Betons erhöhen³). Auch der Verfasser fand, daß der Zusatz

von Lehm zum reinen Sand die Bindefähigkeit und Festigkeit des Mörtels nicht beeinträchtigt, wenn der Lehmgehalt ein gewisses Maß nicht überschreitet (s. Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 319); aber immerhin wird hierbei eine gewisse Vorsicht nicht entbehren sein, und es wird in Betracht kommen, falls das Erzeugnis des Steinbrechers nicht das nötige Feinmaterial enthält, geeigneten Sand hinzuzusetzen. Als ein Beispiel für die Ausführung einer deutschen Talsperre in Beton ist die Buchwalder Talsperre (1895) zu erwähnen (Abb. 314), von der eine kurze Beschreibung auf S. 199 gegeben wurde. Über das Mischungsverhältnis des Betons im Betonkern des Solinger Staudammes s. S. 314. Die Sperrmauer von San Mateo (Californien) ist in einem Beton hergestellt, der aus 1 Raumteil Zement + 2 Raumteilen Sand + 6y₂ Raumteilen Schottersteinen gemengt war. Die genaue Beschreibung der Bauausführung, die mit Betonblöcken erfolgte bringt Schuyler a. a. O. S. 267.

ZU

Es mögen hier einige Mitteilungen folgen über eine Ausführungsweise, die in Amerika und auch sonst im Auslande viel bei Talsperrenbauten Verwendung findet, und die darin besteht, daß größere Steine in den Beton verlegt werden, so daß der letztere gleichsam den sonst üblichen Mörtel ersetzt. Es wird dadurch eine sparsamere Ausführung und ein schwereres Mauerwerk erzielt. Als ein Beispiel dieser Ausführungsweise sei die Talsperre für das neue Wasserwerk von Jersey City (Nordamerika) erwähnt.

am

Das Becken wird abgesperrt durch eine Mauer von 940 m Länge und 33 m größter Höhe östlichen Ende (Abb. 172 auf S. 313) und einen Erddamm mit Betonkern von 1100 in Länge und 9 m Höhe als südlichen Abschluß⁴). Dieser letztere Damm war nötig, um das Übertreten des Wassers in ein anderes Niederschlagsgebiet zu verhindern. Die Hauptsperrmauer enthält etwa 183000 cbm Mauerwerk und ist auf festen Fels (Sandstein der Triasformation) gegründet. Der Baustein ist eine Art Granit. Unter der Mauer, nahe der Wasserseite ist ein Mauereingriff in den Fels von 3 bis 6 m Tiefe und etwa 3 m Breite vorhanden. Die größte Beanspruchung des Felsens beträgt 9 kg/qcm an der Luftseite bei gefülltem Becken und 10 kg/qcm an der Wasserseite bei leerem Becken. An den beiden Enden geht die Mauer in Erdschüttungen mit Betonkern über.

Die Ausführung des Mauerwerks ist insofern beachtenswert, als in ausgiebigstem Maße Beton Verwendung gefunden hat. In den Beton, der in Maschinen gemischt wurde, sind Steine in allen Größen bis etwa 2⁴/₂cbm Inhalt verlegt worden, nachdem sie vollkommen rein gewaschen waren (Abb. 173 auf S. 313). Die Steine sind nicht von Maurern versetzt, sondern von Arbeitern mit Hilfe von Kranen. Der Beton wurde sehr naß angemacht, so daß die schweren Steine mit einem Gewicht bis zu 7 t um 0,60 bis 1 m einsanken. Dabei konnte aus dem Umstande, daß der weiche Beton an den Kanten des Steins hervordrang, geschlossen werden, daß die Lagerfugen voll waren. Die großen Steine wurden mit einigem Abstande versetzt und die Zwischenräume mit Beton, ohne daß der letztere gestampft wurde, ausgefüllt. In den Beton trieb man dann so viele große und kleine Steinstücke, als zweckmäßig erschien. Die Außenkanten des Mauerquerschnittes wurden im voraus etwas hochgeführt, um das Austreten des flüssigen Mörtels zu verhindern. Keine Mauerkelle ist gebraucht worden mit Ausnahme für die Quaderverblendung an der Luftseite und die Verfugungsarbeiten. Man glaubt auf diese Weise ein einheitliches und dicht geschlossenes Mauerwerk erzielt zu haben. Als Bindemittel ist durchweg Portlandzement verwandt⁵).

Weitere Beispiele dieser Bauweise sind u. a. die Cross River Sperrmauer (Neu York), deren Beton gemischt ist aus 1 Raumteil Zement fl- 3,2 Raumteile Sand + 5,8 Raumteile Schottersteinen. Das entsprechende Mischungsverhältnis der Swansea-Sperre (England) ist 1:2:5. Die auf Bogenmischung gebaute Talsperre der Ithaka-Wasserwerke hat im Innern einen Beton aus 1 Raumteil Portland-Zement + 2 Raumteile Bachsand 2 Raumteile Bachkies + 2 Raumteile Schotter von 2,5 bis 10 cm Seitenlange⁶). Die Staumauer von Jersey-Stadt hat einen Beton aus 1 Zement + 2,75 Sand -f- 6,25 Schottersteinen. Die eingebetteten größeren Steine füllen etwa 50—55 v. H. der Gesamtmasse aus. Der Beton der Roosevelt-Staumauer (1: 2,5 : 4) enthält Steine bis 10 t Gewicht. DieAshokan-

Sperre (Wasserversorgung von Neu York) hat im Hauptkörper eine Zusammensetzung 1:3:6 und enthält Felsblöcke bis rd. 8 t Gewicht. Der Beton der Herdmauer ist in 1:2:4 gemischt¹). Auch in die Katar a kt-Sperre in Australien (s. S. 358) sind große Steine von 2 bis 4Vs t Gewicht in den Beton (1:2³/₄:4V2) gebettet, derart, daß das Verhältnis von Beton zu Steinmasse etwa 35 zu 65 betrug. Es wurde hierbei eine Beanspruchung von 9,5 kg/qcm zugelassen. Über das Mischungsverhältnis der neueren bogenförmigen Talsperren in Australien siehe S. 276. Eine eingehende Beschreibung der Bauausführung dieser Talsperren mit mancherlei bemerkenswerten Einzelheiten über die Gründungsarbeiten, die Bereitung und Güte des Betons u. a. m. findet sich in dem Aufsatz: Concrète and Masonry Dam Construction in New South Wales in den Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers Vol. 178 Sess. 1908/9, Teil IV. Über Talsperren in Beton s. ferner Eng. Eec. vom 10. 6. 11. u. 8. 2. 13. Zeitschr. f. d. ges. Wasserwirtsch. 20. 6. 11.

an

§ 65. Die Absteckung der Talsperren. Die Absteckung hoher, bogenförmig gebauter Sperrmauern in engen Gebirgstälern ist eine eigenartige Aufgabe der Feldmeßkunst. Die Talsperren sind Umdrekungskörper, entstanden durch die Drehung ihres Querschnitts um die lotrechte Achse im Mittelpunkt der konzentrischen Kreise, die die wagerechten Schnitte der Mauer bilden. Die Dreiecksform des Querschnitts hat eine ständige Änderung der Mauerstärken zur Folge. Jede Unebenheit der luftseitigen, gewölbten Ansichtfläche macht sich am fertigen Bauwerk leicht bemerkbar, und zwar umsomehr, mit je glatteren Bausteinen gearbeitet wird. Abänderungen sind hinterher nicht gut ausführbar. Wenn auch das menschliche Auge gerade bei Kurven einen sehr empfindlichen Messer bildet und unschöne Ungenauigkeiten im Verlauf der Linien sofort wahrnimmt, so ist dies doch naturgemäß erst möglich, nachdem die Mauerung erfolgt und ein Stück über die fehlerhafte Stelle fortgeschritten ist. Immerhin gibt die Prüfung der Linien mit dem Auge während der Bauausführung eine gute Hilfe. Dazu kommt, daß die Befestigung der Lehren, die die Innehaltung der Bauformen sichern sollen, an dem aufsteigenden Mauerwerk schwierig ist, und es geschieht leicht, daß sie von den arbeitenden Leuten aus Unachtsamkeit verdrückt und verschoben werden. Das Messen auf der unebenen Maueroberfläche ist während der Arbeitszeit, wo ein reger Verkehr von Mörtel- und Steinwagen und hin- und hergehender Arbeiter stattfindet, umständlich, und Mauer- und Meßarbeit stören sich dann leicht gegenseitig. Die genaue Einhaltung der Maße des Mauerkörpers ist aber unbedingt erforderlich, nicht nur aus statischen Gründen und Schönheitsrücksichten. Schon kleine Abweichungen ergeben bei den bedeutenden Flächen ein merkbares Mehr oder Minder Mauerwerk. Es spricht also auch die Kostenfrage wesentlich mit.

Alle diese Umstände bedingen eine ständige Aufmerksamkeit und erfordern ein fortgesetztes Messen und Nachprüfen, besonders bei schnellem Fortgang der Bauausführung. Für die Achsenabsteckungen sind Theodolit und anderes genaues Meßwerkzeug unentbehrlich, da es sich um lange Linien handelt. Die Winkelmessung leistet gute Dienste, und wo irgend möglich, sollte man — von einer genau eingemessenen Grundlinie ausgehend — das Verfahren der Winkelmessung mit anschließender Berechnung der Längen benutzen. Man erhält damit im gebirgigen Gelände mit teilweise steilen Abstürzen der Felswände genauere Ergebnisse, als die Aufmessung mittels Maßstäben liefert. Die Höhen, zu denen die jeweiligen Mauerstärken in Beziehung stehen, werden zweckmäßig von Höbenfestpunkten aus übertragen, die man an den Berglehnen neben der Baustelle in etwa 10 m Abstand versteint und an die Landesvermessung oder sonstige allgemein gültige Höhenmarken anschließt. Bei der Festlegung bogenförmiger Talsperren wird zweckmäßig folgendes Verfahren eingeschlagen:

lj Näheres über die Bauausführung s. Eng. Rec. vom

18. 10. 12. und Deutsche Bauzeitung 1912, S.762.

Für die Absteckung bilden die ursprünglichen Pläne des Entwurfes, die nach genauen örtlichen Aufnahmen kartiert sind, den Ausgangspunkt. Diese Aufmessungen werden im allgemeinen an einen durch das Tal gelegten Standlinienzug, der im Gelände y er pfählt oder versteint ist, Anschluß haben. Durch Querschnitte oder tachymetrische Messungen sind die Lage- und Höhenverhältnisse ermittelt. In diese Pläne ist der Entwurf eingetragen. Mit Hilfe des somit im Plane und im Felde vorhandenen Standlinienzuges wird bei der Bauausführung zunächst der Mittelpunkt M (Abb. 315) festgelegt. Als Grundlage für die weitere Absteckung wird ein rechtwinkliges Achsenkreuz gewählt. Für die eine Achse wird eine durch den Mittelpunkt gehende Richtungslinie genommen, etwa derart, daß sie die Grundfläche der Sperrmauer in annähernd zwei gleiche Teile zerlegt (Linie MO). Für die zweite Achse ist maßgebend, daß sie in möglichst großer Ausdehnung innerhalb der Mauer liegt. Es empfiehlt sich, hierfür die Tangente im Scheitelpunkt des Kreisbogens, der der luftseitigen Begrenzung der Mauer in der Kronenhöhe entspricht (Abb. 317), zu benutzen. Dieser Kreisbogen schwankt bei den üblichen Krümmungsverhältnissen der Talsperren etwa zwischen 100 und 400 m. Die örtliche Festlegung dieser Achsen geschieht zur Erzielung guter Genauigkeit zweckmäßig mittels Theodolits. Die beiden beliebig gewählten Endpunkte A und B der Tangente werden an den Hängen etwas Uber Mauerkronenhöbe versteint (Abb. 315 u. 316). Meist dient es zur Vereinfachung, zwei nähergelegene Punkte Ax Bx in mittlerer Hanghöhe für die vorübergehende Benutzung festzulegen. Auf der Linie Ax Bx werden dann vom Schnittpunkt 0 der beiden Achsen nach beiden Seiten ausgehend Abschnitte von je 5 m in den Punkten 5, 10, 15, 20 usw. abgeteilt. Nunmehr erfolgt die Absteckung der Begrenzungslinien der Mauer auf den Halbmessern, welche durch die Punkte 5, 10, 15 usw. eingerichtet werden. Dabei kommt es wohl vor, daß von diesen Punkten, solange man sich in der tiefergelegenen Baugrube befindet, der Mittelpunkt AI nicht sichtbar ist. Seine Sichtbarkeit kann dann durch Aufrichten einer Stange erreicht werden, andernfalls ist man genötigt, diese Punkte in 5', 10' 15' usw. am oberen Rande der Baugrube (Linie BE) aushilfsweise auszustecken. Durch Einfluchten über 0, 5, 10, 15 oder 0, 5', 10' 15' usw. kann man für jede Messung schnell die Halbmesserrichtungen finden und darauf die Strecken 0—F0l 5—Fu 10—F₂, 15—F₃ usw. bis zur oberen Grenze des Mauerquerschnitts und die Strecken 0—Cr₀, 5—Gx, 10—G₂, 15—G₃ usw. bis zur unteren Grenze abtragen. Die Genauigkeit der Messung ist hierbei hinreichend gewährleistet, wenn das Einfluchten mit dem bloßen Auge geschieht. Die bezeichneten Längen sind für jede Ordinatenhöhe der Mauer wie folgt zu ermitteln. Die Maße des Querschnitts der Sperrmauern pflegt man auf die Lotrechte im Scheitelpunkt des oben erwähnten Kreisbogens an der Luftseite zu beziehen. Indem man also zu diesem Halbmesser — in Abb. 317 gleich 150 m — z. B. die Stücke a, b oder c hinzunimmt oder bx und cx abzieht, erhält man den Halbmesser der oberen und unteren Mauergrenzlinie in jeder beliebigen Höhe. Mit Hilfe einfacher Dreiecksberechnung kann man die Längen M— 5, AI—10, M—15 usw. finden, und es ergeben sich dann die Strecken 5—Fx, 10—F₂, 15—Fs usw. und 5 — Gx, 10—G₂, 15—G₃ usw. als Unterschiede bekannter Größen. Der Schnittpunkt 0 des Achsenkreuzes MO \ AXBX läßt sich beim Anwachsen der Mauer in jeder Höhe durch Einfluchten mit dem Auge schnell bestimmen. Es genügt, die Mauermaße in vollen Meterordinaten anzugeben.

Die Absteckung der Mauer macht, nachdem die Tangente Ax Bx aus der Maueroberfläche herausgetreten ist, die Benutzung weiterer Hilfstangenten notwendig oder wenigstens erwünscht, um mit den Messungen möglichst auf der jeweiligen Arbeits-

fläclie der aufgehenden Mauer zu bleiben. Zu diesem Zwecke können neue Tangenten (Abb. 318) parallel jener ersten Tangente AB gelegt und das vorbeschriebene Ab-

Abb. 315. Absteckung A einer bogenförmigen Sperrmauer im unteren Teile.

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steckungsverfabren stückweise — soweit diese jeweiligen Hilfslinien innerhalb der Quer-schnittsgreuzen verlaufen — fortgesetzt werden. Ein anderes Verfahren wandte der Verfasser beim Bau der Solinger Talsperre¹) an. Dies besteht darin, das mittlere

i) Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 295 u. f.

Linienbündel im Punkt 30 (Abb. 315) — etwas bevor die Tangente A₁Bl die Mauerfläche verläßt — nach den beiden Hängen umzuklappen, so daß man eine dreimalige und, wenn erforderlich, auch öftere Wiederholung des mittleren Absteckungsnetzes vor sich hat. Die Länge jeder Tangente zwischen den Winkelpunkten ist hiernach 60 m, so daß eine Weite von 60 • 3 = 180 m umspannt wird, die der Länge der Mauerkrone der in Abb. 318 dargestellten Sperrmauer entspricht.

Im Felde gestaltet sich der Vorgang wie folgt: Für die Absteckung der seitlichen

Tangenten wird zunächst der Winkel a (Abb. 318) aus der Bedingung tg a

30

150

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rechnet. Dann werden mit einem Theodoliten vom Punkt M aus die Richtungen MH und MJ festgelegt und durch Einfluchten mit der ursprünglichen Tangente AB die Schnittpunkte und Jy gefunden. Zur weiteren Prüfung der Richtigkeit der Lage dieser Punkte empfiehlt es sich, 0 Hy = 0^=30 m auszumessen. Dann stellt man den Theodoliten nacheinander in den Punkten Hy und Jy auf und erhält durch Abtragen der Winkel MHyN und MJ₁Ni= 90 — a die Richtungen Nund Nl: die an den Hängen durch Einzementieren von Eisenmarken in den Fels oder auf andere Weise sicher bezeichnet werden. Die Punkte Hy und Jy können von eisernen Marken, die in den Richtungslinien MH und MJ an der wasserseitigen Begrenzungsfläche der aufgehenden Mauer eingemauert werden, in jeder Höhe und in jedem Augenblick unschwer von neuem bestimmt werden, indem man von diesen Marken die gleichbleibende Entfernung bis Hy und Jy auf den Richtungslinien zurückmißt. Nachdem dies geschehen, kann man von Hy in der Richtung N und von Jy nach Nt die Abstände 5, 10, 15 usw. einmessen und das oben erläuterte Verfahren wiederholen.

zu

Diese Absteckungsart gestaltet sich im Gelände günstig. Abb. 318 läßt erkennen, daß die Absteckung bis zur Kronenhöhe innerhalb des Mauerquerschnitts liegt, worin ein besonderer Vorteil zu erblicken ist. Von den erwähnten parallelen Tangenten hingegen müssen bei stark gekrümmten Mauern mehrere gelegt werden und eine Anzahl Umrechnungen sind nötig. Dadurch wird dieses Verfahren verwickelt und kann leicht Irrtümern in der Rechnung und im Felde Anlaß geben, während man bei der zweiten Art die einmal für die Querschnitte 0 bis 30 berechneten Zahlen für die ganze Mauerlänge und Mauerhöhe benutzen kann.

Die Absteckung der im Grundriß geraden Talsperren ist als ein einfacherer Fall anzusehen. Das vorbeschriebene Meßverfahren wird dafür sinnentsprechenden An-

halt bieten.

Über die Absteckung von Sperrmauern s. auch Zentralbl. d. Bauverw. 1906

S. 541 und 1909 S. 233.

§ 66. Der Tunnelbau bei Talsperrenausführungen. Es ist schon an anderer Stelle (S. 358 u. f.) dargelegt worden, daß die Herstellung der großen Sammelbecken die Anlage oft bedeutender Tunnel und Stollenanlagen bedingt, sei es, daß diese Durchbrechungen der seitlichen Berghänge zur Ableitung des Hochwassers während der Bauzeit oder dauernd dem gleichen Zwecke oder der Entnahme des Betriebswassers dienen. Auch für die Speisung der Sammelbecken aus dem Niederschlagsgebiet benachbarter Täler oder für die Ableitung des Nutzwassers zu entfernt gelegenen Kraftwerken behufs Gewinnung von Kraftgefällen oder für Bewässerungszwecke, Trinkwasserzuführungen u. a. m. zur Abkürzung der Wege sind solche Tunnel auf lange Strecken nötig geworden. Es sei hier nur erinnert an die 160 m lange Stollenanlage der Talsperre der Stadt Solingen (S. 38), den Kraftstollen der Urfttalsperre (3 km) S. 27 u. 360, die Hochwassernmleitnngen der Becken von Gileppe (Belgien) Marklissa und Mauer in Schlesien (S. 359 u. 404), und den Trinkwasserzuführungsstollen der Neye-Talsperre (zusammen rd. 6 km lang, S. 14). Ausgedehnte Tunnelanlagen finden sich auch im Zusammenhänge mit amerikanischen Talsperren.

Es soll an dieser Stelle auf die Absteckung und Bauausführung der Tunnel nicht näher eingegangen werden. Es sei vielmehr auf die einschlägigen Kapitel im Abschnitt Tunnelbau Band Y Teil I dieses Handbuches hingewiesen. Über die Querschnittsgebung nach den Erfordernissen der Wasserabführung ist auf S. 414 u. f. das notwendige mitgeteilt. Es sei nur bemerkt, daß diese Stollen mitunter einen sehr ansehnlichen Teil der Gesamtkosten der Talsperre beansprucht haben, vornehmlich dann, wenn ihre Durchführung durch das Gebirge auf große technische Schwierigkeiten gestoßen ist. Solche traten auf z. B. beim Durchbruch des Kraftstollens der Urfttalsperre, wobei der Stollen auf seine halbe Länge ausgezimmert werden mußte, und beim Stollen der Neyetalsperre, wo ebenfalls der Einbau starker Auszimmerungen nötig war. Im rheinisch-westfälischen Schiefergebirge sind die Stollen vielfach ohne Auszimmerung hergestellt worden und auch in Marklissa und Mauer (Gneisformation) erwies sich das Gestein als fest und standfähig. Die Beschaffenheit des Gebirges wird auch dafür bestimmend sein, ob eine dauernde Ausmauerung oder Werksteinverkleidung erforderlich wird. Der Stollen wird — sonstige Festigkeit vorausgesetzt — in seinem rohen Ausbruch stehen bleiben können, wenn die Ableitung des Wassers in Rohrleitungen geschieht. Wo jedoch das Wasser im vollen Querschnitt geführt wird, ist die Ausmauerung erwünscht, sowohl zur Verminderung der Reibung des fließenden Wassers, wie auch um die Tunnelwände widerstandsfähiger zu machen. Bei dem Hochwasserschutzbecken von Marklissa ist man noch weiter gegangen und hat die Abfallschächte mit Eisenplatten auf Betonunterlage ausgepanzert, weil man den Fels bei dem hohen Abfall des Wassers nicht für fest genug hielt. Doch hat sich dies Verfahren nicht bewährt (s. S. 407). Stollen, die unter Druck stehen (Druckleitungen für Kraftwasser) werden meist glatt ausgemauert oder betoniert und verputzt, um Wasser Verluste zu vermeiden¹) (Urft, Meran-Bozen).

Der Stollenbau der Solinger Talsperrenanlage. Der Stollen wurde gebaut, um den Weg für die Rohrleitungen von den Talsperren nach dem Wasserkraftwerk abzukürzen (Abb. 13 auf

S. 38). Ein weit vorspringender Bergrücken wurde durchbrochen und dadurch die Umführung der Rohrleitungen, die einen Weg von 800 m bedingt hätte, auf die Stollenlänge von 160 m verringert. Die entsprechenden Kosten verminderten sich auf die Hälfte. Der Stollen durchschneidet den Berg zwischen dem Sengbach- und Wuppertal in gerader Linie (Abb. 319). Er beginnt am unteren Ende der Rieselwiesen etwa 4,50 unter Geländehöhe und nimmt 3 Rohrleitungen auf (Abb. 320). 1. Die vom Yorbecken kommende 350 mm weite Trinkwasserleitung. 2. Die 400 mm Trinkwasserleitung von den Rieselwiesen unterhalb der großen Sperre und 3. die 700 mm weite Druckwasserleitung aus dem Hauptsammelbecken. Zwischen den beiderseitig angebrachten Rohren ist ein mittlerer Gang vorhanden. Dieses Raumbedürfnis bedingte die Abmessungen des Ausbruchquerschnittes, das mit 2,0 m Breite und 2,20 m Höhe und rd. 5 cbm Felsausbruch auf das knappste Maß eingeschränkt ist.

Das Lenneschiefergebirge ist im allgemeinen standfest. Die Ausmauerung des Stollens wurde daher nur an einigen weniger guten Stellen erforderlich. Wo dies geschah erfolgte die Mauerung im ganzen Querschnitt. Einfache Auswölbung im Scheitel war nicht durchführbar, weil die unregelmäßige Beschaffenheit des Felsausbruches nicht ein ausreichendes Widerlager bot. Die Mauerung ist. in Ziegeln mit Zementtraßmörtel (1 Raumteil Zement, 1/2 Traß, 4 Sand) hergestellt. Die Hohlräume zwischen den hinteren Flächen der Ausmauerung und dem Gebirge sind mit Steinen fest ausgepackt worden, so daß eine unmittelbare Übertragung des Gebirgsdruckes stattfindet. Eine besondere Iso-

lierung und Abdichtung ist nicht ausgeführt. Für Abwässerung ist durch Rohre von 50 mm Durchmesser gesorgt, die in den Wandungen dicht über der Sohle eingelegt sind. Die Stollensohle ist mit Stampfbeton (1 Zement, 3 Sand, 8 Kleinschlag) abgeglichen. Es ist Quergefälle nach einem mittleren Abzugsschlitz vorhanden, welcher durch eine Bohlenbahn auf eisernen Stützen langaus abgedeckt ist.

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Abb. 319. Längsschnitt durch den Zuleitungsstollen für die Rohrleitungen von der Talsperre zum Kraftwerk der Stadt Solingen.

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Die beiden unteren Rohre sind auf Betonklötzen von etwa 20 cm Höhe und 2,0 m Entfer-das obere 400 mm weite Rohr auf eisernen, zum Teil eingemauerten, zum Teil in den Fels ein-

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zementierten Konsolen verlegt worden. Die Rohre haben Muffendichtung. Die Abdichtung ist in gewöhnlicher Weise durch Vergießen mit Blei ausgeführt. Ausdehnungsvorrichtungen sind nicht

Die Stollenmundlöcher sind abgeschlossen durch 2 Vorbauten in einfacher Ausstattung aus Ziegehnauerwerk, deren Dachdeckung aus Holzzement auf Schwimmsteinkappen zwischen eisernen Trägern besteht.

Der Durchbruch des Stollens wurde vom Wuppertal aus begonnen, da nach hierhin das Gefälle ging. Da erwartet werden konnte, daß der Fortgang der Tunnelarbeiten auch bei dieser Art des Vorbaues ein genügender sein würde und im Einklang mit dem Baufortschritt der übrigen Anlagen bleiben würde, wurde davon Abstand genommen, die Durchbohrung beiderseitig in Angriff zu nehmen, zumal die tiefe Lage des Stollens im Sengbachtale eine bedeutende Wasserhaltung notwendig gemacht haben würde. Es wurde Tag- und Nachtbetrieb eingerichtet. Die Bohrung erfolgte von Hand; die Zündung mittels Zündschnur. Auf jedes Meter des Vorbaues waren etwa 7—8 Bohrlöcher erforderlich, die meist 1 m tief waren. Jedes Bohrloch wurde je nach der Festigkeit des Gesteins und nach der zu erzielenden Wirkung mit 4—5 Patronen Dynamit geladen. In jeder Schicht arbeiteten 4 Mann. Die Arbeit litt zeitweise darunter, daß starkes Eieseln von der Decke des Stollens stattfand. Obwohl der Stollen in seiner Mitte mehr als 40 m mit Fels überdeckt war, konnte der Verfasser doch bemerken, wie die Feuchtigkeit im Berginnern gleichmäßig mit den äußeren Niederschlägen schwankten und bei länger anhaltendem Regen stärker wurde. Der Wasserzutritt war stets am größten vor Kopf und nahm dann merklich ab. Der Fels an sich ist durchaus dicht und geschlossen und seine Wasseraufnahmefähigkeit ist in der königl. Versuchsanstalt früher in Charlottenburg zu höchstens 0,5 v. H. festgestellt. Absteifungen waren nur in geringem Umfange nötig.

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Abb. 321. Querschnitt des Umlaufstollens der Möhnetalsperre.

betrug in einer Arbeitsschicht von 24 Stunden rund 1 m. gelöst.

Eine künstliche Lüftung des Stollens war nicht eingerichtet. Mit tieferem Eindringen machte sich dieser Umstand sehr bemerkbar und man mußte nach dem Abfeuern der Bohrschüsse stets eine geraume Zeit verstreichen lassen, bis sich der Dunst allmählich verzog. Es scheint, daß die Länge von 150—160 m als Grenze anzusehen ist, bis zu welcher man ohne künstliche Lüftung aus-kommen kann. Das Herausschaffen des Ausbruchs geschah auf einem Arbeitsgleis von 60 cm Spurweite. Der Fortschritt des Tunnelausbruchs Es wurden im ganzen 1120 cbm Fels

Bei dem Bau des 365 m langen Stollens für die Mohne-Talsperre (s. S. 448) wurde der Baubetrieb von beiden Seiten in Angriff genommen und dabei zunächst mit dem Vorbau eines Firststollens an der oberen Seite und eines Sohlstollens an der unteren Seite begonnen. Der Durchschlag erfolgte im Juli 1908. Dann geschah der Vollausbruch. Das Gebirge erwies sich im Ein- und Auslauf stark druckhaft, so daß eine kräftige Auszimmerung erforderlich wurde. Im Innern konnte eine Zimmerung entbehrt werden. Die Tagesleistung (24 Stunden) betrug anfänglich 3 bis 4, später 6,5 m. Das Gestein Grauwackenschiefer. Dieser Befund des Gebirges mit seinem starken Druck ließ es geraten

war

erscheinen, den ganzen Stollen mit einer kräftigen Ausmauerung zu versehen, auch trat eine Änderung des Querschnittes ein. Aniänglich war ein Querschnitt von 5 m lichter Breite und 4,5 m lichter Höhe mit rd. 20 qm Durchflußweite vorgesehen, der 40 cm starke Betonverkleidung und Klinkerverblendung erhalten sollte. Dafür wurde ein Tunnelquerschnitt nach Abb. 321 mit 12,5 qm Durchflußfläche gewählt. Die Leistungsfähigkeit beträgt bei dem höchsten zulässigen Stand 68 cbm/sek. Die Ausmauerung besteht in einem Mauerring von 0,40 m Stärke, der im unteren Teile aus Mauerwerk, in der Wölbung aus Betonkunststeinen besteht. Davor befindet sich ein zweiter Mauerring von 0,51 m Stärke. Die Gesamtstärke im First beträgt demnach 0,91 m. Die Sohle hat eine gegen die Wandungen verspannte 0,50 m starke Betonlage erhalten. Zwischen den beiden Mauerlagen befindet sich eine Putzschicht, um den Druckstollen wasserdicht zu machen. Dieser Umleitungsstollen, eins der schwierigsten Stücke der ge

samten Bauanlage, wurde im August 1909 fertiggestellt *).

h s. u. a. Die Talsperre 1911, Nr. 10.

¹

Ygl. Zentralbl. d. Bauverw. 1903, S. 92.

²

s. u. a. Der Portlandzement und seine Verwendung in Bauwesen. Verfaßt im Aufträge des Vereins Deutscher Portlandzementfabriken 1912; ferner das Handbuch für Eisenbetonbauten, die auf S. 482 erwähnten Bestimmungen für die Ausführung von Bauten aus Stampfbeton usw.

³

Concrète and Pudle for Reservoirs Embankments. Eng. Rec. v. 9. 7. 1904.

⁴

Über die sonstigen Verhältnisse des Staubeckens s. S. 434.

⁵

2} Zentralbl. d. Bauverw. 1903, S. 542.

⁶

³) Eng. Record 1903, S. 77.

§ 67. Staatliche Bauaufsicht hei Talsperrenhauten. Vertragsbedingungen.

Über die Art der Bauleitung bei Talsperrenbauten in Preußen, die Aufsicht des Staates, die Handhabung der staatlichen Bauaufsicht u. a. m. siehe die »Anleitung für Bau und Betrieb von Sammelbecken« S. 181 u. f. Vgl. auch Zentralbl. der Bauverwaltung 1907, S. 526, 1910 S. 531.

Über die Bauausführung der Talsperren in Amerika s. Proceedings des amerikanischen Zivilingenieur Vereins März, Mai, August und September 1904, vergl. auch »Transactions« Dezember 1904, ferner Wegmann und Schuyler a. a. 0.; in Australien, Minutes of Proceedings of The Institution of Civil Enginers Vol. CLXXVIII. Sess. 1908/09. Teil IV.

Während für die »Allgemeinen Vertragsbedingungen« bei Bauausführungen genügend Unterlagen in allen Verwaltungen vorhanden sein dürften, so daß von einer Mitteilung hier Abstand genommen werden kann, seien zum Anhalt für die Ausarbeitung entsprechender Vorschriften für den Einzelfall nachstehend die »Besonderen Bedingungen« abgedruckt, die der Ausführung der unter der Oberleitung des Verfassers errichteten Talsperre der Stadt Nordhausen a. H. zugrunde gelegen haben.

Eigenbetrieb oder Unternehmerbau. In nahem Zusammenhänge hiermit steht die Frage, ob es zweckmäßig ist, die Talsperren im Eigenbetriebe der Verwaltung oder durch Vergebung in Unternehmung zur Ausführung zu bringen. Im allgemeinen liegt es nahe, daß der Eigenbetrieb die Gewähr für eine sorgfältigere Arbeit bietet. Die erste Bedingung ist dann, daß die Verwaltung mit allen technischen Hilfsmitteln für den Bau gut ausgerüstet ist. Es muß ein technisch gut vorgebildetes Personal vorhanden sein, und es müssen die notwendigen Maschinen und Geräte, deren Zahl meist nicht unbedeutend ist, zur Verfügung stehen. An technisch geschulten und erfahrenen Kräften wird in einer größeren Verwaltung meist kein Mangel sein. Allerdings müssen diese auch kaufmännische Befähigung besitzen, und es muß den Leitenden volle geschäftliche Bewegungsfreiheit gewährleistet sein, wie sie ein Unternehmer seinen bevollmächtigten Ingenieuren gibt. Vielfach schränken die staatlichen Formen, unter denen sich die geschäftlichen Erledigungen zu vollziehen haben, diese Selbständigkeit und die Handlungen des Einzelnen ein. Alles das setzt im übrigen eine vielseitige Befähigung voraus. Die Eigenschaften und Kenntnisse des Konstrukteurs, des Bauleiters und Kaufmanns müssen in einer Person vereinigt sein. Die natürliche Entwicklung nach dem Gesetz der Arbeitsteilung hat eine Trennung geschaffen zwischen Verwaltung und Unternehmung und jedem Teil sein Arbeitsgebiet zugewiesen. Innerhalb der Beamtenschaft eine Gruppierung vorzunehmen, widerspricht der Natur des staatlichen Betriebes, die nicht auf Spezialisierung, sondern auf Allgemeinbildung hinzielt.

Die Beschaffung eines großen Maschinen- und Geräteparks verursacht erhebliche Kosten. Es muß die Möglichkeit gegeben sein, nach Beendigung des Baues diese Ausrüstung an anderer Stelle wiederum verwerten zu können. Das wird in der Staatsverwaltung, die immer Bauausführungen im Gange hat, ebenso tunlich sein wie bei den Unternehmern, die von Baustelle zu Baustelle ziehen. Ungünstiger liegen allerdings diese Verhältnisse für die Städte, Gemeinden oder Genossenschaften.

Man ersieht hieraus, daß es nicht immer ganz leicht sein wird, die Vorbedingungen für eine glatte und wirtschaftlich gerechtfertigteDurchführungdesEigenbetriebes zu sichern.

Zwei Momente können bei Talsperrenbauten bedeutsam für den Eigenbetrieb sprechen: Die Unübersichtlichkeit bei den Gründungsarbeiten und das Wagnis bei Anlage der Steinbrüche. Beide Betriebe nehmen trotz aller Aufmerksamkeit bei Vor-

Untersuchungen oft einen ganz unerwarteten Verlauf, wodurch sich die Geschäftslage wesentlich gegen den ersten Anschlag verschieben kann. Der Unternehmer muß seine Deckung für das eingegangene Wagnis in einer entsprechenden Gefahrenprämie suchen. Gewinn oder Verlust können nach der einen oder anderen Seite sehr ausschlagen, unverdient oder unverschuldet. Solche Wagnisse sollten von den starken Schultern der Allgemeinheit getragen werden.

Die Kosten werden sich im allgemeinen bei Eigenbetriebe kaum billiger stellen als bei Unternehmerbau. Eine sorgfältigere Ausführung hat notgedrungen die Aufwendung größerer Geldmittel zur Folge. Man wird die Güte der Arbeit mit den zu erfüllenden Bedingungen in Einklang bringen, aber auch alle weiteren Ausgaben vermeiden müssen, die nicht an der Sache begründet sind. Mancherlei schier unabwendbare, in Zahlen schwer darstellbare Umstände pflegen verteuernd auf den Staats- oder allgemein gesprochen, den behördlichen Betrieb zu wirken. Der Eigenbetrieb wird bei sachgemäßer Leitung aber auch nicht kostspieliger auszufallen brauchen als der Unternehmerbau. Koch ein anderer Umstand verdient Beachtung. Vielfach wird es bei Beginn einer Bauausführung erwünscht sein, einen Anhalt über die tatsächlichen Kosten des fertigen Werkes zu erhalten. Dies gelingt durch eine öffentliche Ausschreibung mit ziemlicher Verläßlichkeit, bei Eigenbetrieb ergibt sich diese Übersicht genau erst nach Beendigung des Baues.

Für eine große Verwaltung werden hiernach keine Bedenken entstehen dürfen, den Bau einer Talsperre in Eigenbetrieb zu übernehmen. Ob dies zu geschehen hat, wird der Entscheidung im Einzelfalle unterliegen. Für Städte, Gemeinden, Genossenschaften oder andere kleinere Verbände werden sich die oben erörterten Bedingungen schwerer erfüllen lassen und hier dürfte allgemein die Ausführung durch Unternehmer den Vorzug verdienen.

Es entsteht bei Unternehmerbetrieb die weitere Frage, ob die Vergebung im Ganzen oder eine Trennung in Einzelarbeiten und Lieferungen erfolgen soll. Zur Beantwortung muß man sich die näheren Umstände der Bauausführung vergegenwärtigen. Die Ausführung des Mauerwerks muß nach der Natur dieser Arbeitsleistung sicherlich in einer Hand liegen. Gegenüber dem Kapital der Mauermasse treten die übrigen Teile wesentlich zurück. Der Betrieb der Mauerung hängt mit dem des Steinbruchs enge zusammen; eine Trennung hat meist unliebsame Folgen für den Baufortgang. Die Größe dieses Gegenstandes, dazu die Ausrüstung mit Zufuhrbahnen und Maschinen erfordert eine erhebliche Geldkraft, die auch stoßweise finanzielle Beanspruchungen und Erschütterungen überwinden muß. Die Beschaffung der Baustoffe im großen ermöglicht vorteilhafte Einkäufe und gute Geschäftsverbindungen. Eine größere Bewegungsfreiheit bei der Wahl der Bezugsquellen ist gewährleistet. Alle diese Umstände weisen auf den Großbetrieb hin, aus dem sich auch für den Bauherrn mancherlei Vorteile ergeben. Die Haftung und Verantwortung für die Güte der Arbeiten ist eine klarere. Besonders für eine kleinere Gemeinde wird es immer erwünschter sein, geschäftliche Beziehungen mit einem anerkannten Großunternehmer als mit einer Reihe kleiner Teilhaber zu pflegen.

Bei einer solchen Generalunternehmung gestaltet sich die Geschäftslage sehr einfach und bequem. Die Sorge, daß die Baustoffe alle und immer rechtzeitig zur Stelle sind, fällt für den Bauherrn fort, ebenso viel anderes Beiwerk. Die Güte der Arbeiten und Lieferungen kann bei durchgreifender Aufsicht ausreichend gewahrt werden. Immerhin wird bei einem solchen Verfahren zwischen dem Erzeuger der Waren und

dem Abnehmer ein Zwischenglied eingeschaltet. Das bringt meist vermehrte Kosten und gibt Raum zu verschiedenen Auffassungen über die Forderungen, die an die Güte der Baustoffe zu stellen sind. Daraus entspringen leicht Verdrießlichkeiten auf der Baustelle. Bei unmittelbarem Bezug seitens des Bauherrn sind die Bedingungen einer zweifelsfreien Beschaffenheit der Materialien leichter zu erfüllen. Es ist daher auch in dem Falle, daß die gesamten Arbeiten des Talsperrenbaues an einen Großunternehmer verdungen werden, eine Abtrennung der Lieferung der Baustoffe und der Ausrüstungsgegenstände wie Eisenkonstruktionen, Rohrleitungen, Schieber usw. zweckmäßig. Die Macht des Großkapitals wird überdies etwas gemildert. Die Zerlegung in Einzellohn erweitert den Kreis der Bewerber. Daraus erwächst für den Bauherrn der Vorteil, je nach dem Ergebnis der Ausschreibung die niedrigsten Gesamtkosten zu erzielen, und daneben kommt das soziale Moment zur Geltung, auch mittleren und kleineren Gewerbetreibenden Arbeitsgelegenheit zu verschaffen. Eine Ausnahme sollte die Steinlieferung bilden. Zwar vollzieht sich auch hierbei die Auswahl guter Bausteine glatter, wenn der Bauherr die Steinbrüche anlegt, immerhin überwiegt die Forderung, Mauer- und Steinbruclibetrieb in einer Hand zu belassen. Man könnte erforderlichenfalls die Steingewinnung nach der gebrochenen Masse vergeben, aber die Auswahl dem Bauherrn Vorbehalten.

Es ist nach diesen allgemeinen Darlegungen nicht ohne Interesse, sich zu vergegenwärtigen, wie diese Fragen bisher in der Praxis gelöst wurden. Die meisten der älteren deutschen Talsperrenbauten sind in Großunternehmung nach öffentlicher Ausschreibung ausgeführt worden. Die Vergebung umfaßte fast sämtliche Arbeiten und Lieferungen bis zur vollständigen Fertigstellung des Bauwerkes. Selbst die Lieferung der Eisenteile Schieber und Rohrleitungen war meist der Generalunternehmung übertragen, die Verrechnung erfolgte nach Einzelpreisen. Dies geschah z. B. beim Bau der Talsperren an der Bever- und Lingese, Ennepe, Henne, Neye, Solingen, Nordhausen, Marklissa usw. Alle bisherigen Talsperren in Rheinland und Westfalen sind von Gemeinden oder Genossenschaften erbaut worden, so daß dieser Weg unter den obwaltenden Umständen als der gegebene bezeichnet werden muß. Bei den großen schlesischen Sperren waren die Felsarbeiten von den Mauerarbeiten getrennt vergeben worden. Auch die Waldecker Talsperre des preußischen Staates ist im Großbetrieb verdungen. Fast stets war mit der Mauerung die Gewinnung der Steine verbunden. Vereinzelt ist die Baustofflieferung ausgeschieden worden. Es ist hierzu besonders in der neueren Zeit Neigung vorhanden gewesen. In Eigenbetrieb seitens der staatlichen Verwaltung sind zum Teil die Vogesentalsperren erbaut. Fast allgemein war die Sorge für die Unterbringung der Bauarbeiter den Unternehmern überlassen. Eine Ausnahme bildet der Talsperrenbau von Mauer,

bei dem die Verwaltung Baracken errichtete.

Neue Wege sind beim Bau der Kataraktsperre in Australien und der Mölmatal-beschritten worden. In Australien war zunächst die Materiallieferung von den

sperre

von

eigentlichen Bauarbeiten getrennt worden. Die vorbereitenden Arbeiten wie Anlage der Zufuhrwege und Gleisbahnen, die Offenlegung der Steinbrüche, Vorbereitung der Gründung, Herrichtung des Bauplatzes, sowie die Abräumung des Talbeckens wurden in Tagelohn von der Verwaltung ausgeführt. Vor allem aber ist bemerkenswert, daß die gesamte Maschinenanlage (s. S. 445) von der Regierung mit einem Kostenaufwande 660000 Mk. eingerichtet wurde. Der Zweck war, den Kreis der Wettbewerber zu erweitern, da wenig kapitalkräftige Leute nicht in der Lage sind, eine so umfangreiche Ausrüstung der Baustelle selbst zu beschaffen. Die Betriebseinrichtungen wurden leih-

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

weise an den Unternehmer hergegeben. Genaue Vorschriften waren für deren Betrieb und die Unterhaltung von der Regierung erlassen. Die Maschinen sollen in vorzüglicher Verfassung zurückgegeben sein. Die Übernahme der Gründungsarbeiten und der erste Ausbau der Steinbrüche sollte den Unternehmer von Gefahren der Hochfluten und sonstigen Wagnissen freihalten. Für die Unterkunft der Arbeiter hatte die Verwaltung Baracken erbaut, ein Gesundheitsdienst war auf der Baustelle eingerichtet, der Verkauf von alkoholischen Getränken verboten¹).

In ähnlicher Weise ging man beim Bau der Möhnetalsperre vor. Die Bruchsteine, Zement, Sand und Traß wurden seitens des Bauherrn beschafft. Die Arbeiten waren in zwei Lose geteilt. Das erste Los umfaßte die Arbeiten zur Umleitung des Wassers ('s. S. 448), den Bau des Stollens und die Ausschachtung der Baugrube, das zweite Los die Herstellung der Sperrmauer. Die Einrichtung des Mörtel- und Kalkrührwerks mit den zugehörigen Schuppen, der zum Bau gehörigen Kraftanlage und der Pumpanlage war von der Verwaltnng getroffen. Der Antrieb der Maschinen erfolgte elektrisch, aus einem zentralen Kraftwerk, das zum Teil mit Wasserkraft (60 PS), zum Teil mit Dampfkraft (160 PS) versorgt wurde. Diese Einrichtungen wurden dem Unternehmer kostenlos zur Verfügung gestellt. Den Betrieb hatte der Unternehmer. Die gute Unterhaltung der Anlagen wurde durch eine jährliche Untersuchung überwacht. Die Entschädigung des Bauherrn für alle diese Aufwendungen lag in dem niedrigen Mauerwerkspreise des Unternehmers (s. § 83).

Das Vorgehen in beiden Fällen ist ein verwandtes, die Beweggründe waren aber verschieden. In Australien war das sozialpolitische Bestreben treibend, die Kleinunternehmer zu fördern, an der Mohne sollte die Beschaffung der Baubetriebseinrichtungen durch die Verwaltung den Baufortgang beschleunigen.

Besondere Bedingungen

für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a./Harz.

§ 1.

nach dem Erläuterungs-

Gegenstand des Unternehmens ist die Ausführung einer Talsperre im Langen Tale bei Neustadt im Kreise Ilfeld. Die Ausführung soll nach den Plänen Blatt bericht vom Oktober 1903, nach den allgemeinen beigehefteten Bedingungen und nach den Angaben im Angebotsverzeichnis in vorzüglichem Mauerwerk fest und dicht im wesentlichen aus Bruchsteinen und Traßmörtel erfolgen.

§ 2.

Innerhalb 3 Wochen nach Zuschlagserteilung hat der Unternehmer seine Arbeiten mit dem Aushub der Baugruben, mit den Betriebseinrichtungsn auf der Baustelle der Sperrmauer und mit der Herstellung der Wege und Transportbahnen für die Anfuhr der Materialien zu beginnen. Rechtzeitig ist der Steinbruch zu erschließen und dafür Sorge zu tragen, daß ein möglichst großer Vorrat an Bruchsteinen, etwa für sechswöchigen Mauerbedarf, gewonnen wird.

betriebsfähig zur Ab-

erteilt wird.

Auch sind gleichzeitig, sobald die Witterung dies gestattet, die Kalkgruben anznlegen und alle Betriebseinrichtungen zu treffen, sowie die erforderlichen Materialien herbeizuschaffen, um bei Eintritt günstigen Wetters nach Fertigstellung der Baugrube mit dem Mauern der Talsperre in den ordnungsmäßig ausgesprengten und trocken gelegten tiefsten Teilen der Baugrube beginnen zu können Alle Arbeiten sind so zu fördern, daß sie spätestens bis zum lieferung gelangen, wenn der Zuschlag bis zum

Während derjenigen Monate, in denen andauernd Frost zu erwarten steht, darf nicht gemauert werden (im allgemeinen von Anfang November bis Ende März). Freiliegender Verputz, der durch Frost leicht beschädigt werden könnte, darf in der Zeit von Ende September bis Ende April nicht hergestellt werden. Alles Mauerwerk, welches überwintern muß, bevor es vollständig fertiggestellt

t) Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers. London Bd. 178 Sess. 1908/09 Teil IV.

ist, muß in besonders sorgfältiger Weise durch Sandschüttung von mindestens 20 cm Stärke oder Strohdeckung mit Dielung und dichter Papplage, die durch Steine genügend zu belasten sind, gegen die Witterung geschützt werden. Durch Frost beschädigte Mauerteile müssen, bevor weiter gemauert wird, abgebrochen werden.

Sollte ein ungleiches oder zu starkes Setzen des Mauerwerkes der Bauleitung Veranlassung geben, die Mauerarbeiten an der Talsperre auf kurze Zeit ganz einstellen zu lassen, was der Unternehmer binnen 8 Tage nach erfolgter schriftlicher Anzeige zu bewirken hat, so soll dem Unternehmer, ohne daß er irgendeinen Anspruch auf Schadenersatz für diese Unterbrechung zu beanspruchen hat, der Ablieferungstermin wie folgt, festgesetzt werden: Um soviel Wochen als der Unternehmer wegen der vorher genannten erforderlichen Unterbrechung des Mauerns die Arbeiten hat einstellen müssen soll ihm der Ablieferungstermin verlängert werden.

Acht Tage nach erfolgter Anzeige, daß das Setzen des Mauerwerks kein Bedenken in betreff der Fortsetzung der Arbeiten mehr hervorruft, hat der Unternehmer wieder mit dem Mauern zu beginnen. Hierbei entstandene, kleine Hisse sind durch Abbruch der betreffenden Mauerteile und durch Ersatz derselben ordnungsmäßig zu schließen, bevor weiter gemauert wird, worüber in jedem Falle den besonderen Anweisungen der Bauleitung Folge zu geben ist. Es wird hierbei bemerkt, daß eine solche Unterbrechung der Arbeit an den bisherigen Talsperrenausführungen im Rheinland und Westfalen nicht notwendig geworden ist. Für jede Woche, um welche der nach obigen Vorschriften sich ergebende Termin bis zur völligen Ablieferung aller vom Unternehmer zu leistenden Lieferungen und Arbeiten überschritten wird, hat der Unternehmer eine sofort fällige Vertragsstrafe von 500 Mark zu zahlen, die ihm von seinem Guthaben bei der Abrechnung in Abzug zu bringen ist.

§ 3.

Die nach § 26 der allgemeinen Bedingungen von dem Unternehmer zu bestellende Kaution

wird auf die Summe von 20000 Mark, in Worten:

festgesetzt.

Nach der Abnahme haftet der Unternehmer noch ein Jahr, vom Tage der Abnahme der Arbeiten bzw. Lieferungen an gerechnet, für die Güte der von ihm ausgeführten Arbeiten und der dazu gelieferten Materialien. Alle Mängel und Fehler, welche in dieser Zeit entdeckt werden und in der Arbeit oder dem Materiale ihren Grund haben, hat der Unternehmer sofort unentgeltlich zu beseitigen, auch etwa verlangte Neubeschaffungen zu besorgen. Läßt derselbe die ihm dazu gesetzte Frist verstreichen, ohne dem Verlangen des Verdingers nachgekommen zu sein, so kann letzterer die Abhilfe der Mängel und Fehler sofort durch andere besorgen lassen und die dadurch entstandenen Kosten von dem Unternehmer wieder einziehen bzw. sich an der Sicherheitssumme schadlos halten (vgl. auch § 25 der allgemeinen Bedingen).

§ 4.

Abschlagszahlungen werden nicht unter 15000 Mark gewährt. Bleibt der Unternehmer mit seinen Arbeiten im Hinblick auf den Endtermin im Rückstände, so werden die Abschlagszahlungen nach dem Ermessen der Bauleitung so lange eingestellt, bis der Unternehmer durch das Fortschreiten der Arbeiten die Gewähr bietet, den Endtermin innezuhalten.

§ 5.

Bei Beginn der Arbeiten hat der Unternehmer einen Arbeitsplan vorzulegen, aus welchem die Innehaltung des Termines deutlich hervorgeht. Nach diesem Arbeitspläne wird die Bauleitung den Fortschritt der Arbeiten prüfen. Der Unternehmer hat sich jedes Mal bei der Inangriffnahme neuer Arbeiten mit dem Bauleitenden in Verbindung zu setzen, um etwaige Abweichungen vom Entwurf rechtzeitig berücksichtigen zu können, da die sonst etwa entstehenden Mehrkosten allein dem Unternehmer zur Last fallen. Auch behält sich die Bauleitung das Recht vor, Änderungen des Entwurfs und der Art der Ausführung desselben noch während der Ausführung der Arbeiten vornehmen zu dürfen, ohne daß Unternehmer hieraus Ansprüche auf Schadenersatz machen kann; es gelten hierbei lediglich die vereinbarten, bzw. noch zu vereinbarenden Einheitssätze. Während der Bauausführung hat sich der Unternehmer über alle auf der Baustelle zu treffenden Maßnahmen mit dem zuständigen Bauleitenden vorher zu verständigen und persönlich, so oft als dies von letzterem gewünscht wird, auf der Baustelle anwesend zu sein. Ein etwaiger Vertreter des Unternehmers muß bevollmächtigt sein, bindende Verabredungen zu treffen. Insbesondere darf der Unternehmer einmal vereinbarte Maßnahmen nicht willkürlich unterlassen oder abändern, ist vielmehr gehalten, sich vorher von neuem mit dem zuständigen Bauleitenden in Verbindung zu setzen, falls solche Änderungen erforderlich scheinen.

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§ 6-

Über den Fortgang der Arbeiten hat der Unternehmer bis zum 25. jeden Monats einen Bericht einzureichen, welcher für den laufenden Monat die in Tätigkeit gewesenen Arbeitskräfte, nach ihrer Beschäftigung getrennt, nachweist und eine Zusammenstellung der bewirkten Leistungen und Lieferungen enthält. Im übrigen hat der Unternehmer auf Erfordern der Bauleitung jederzeit die gewünschten Angaben über Zahl der Arbeitskräfte und ähnliche Daten zu machen, welche für die Aufstellung der laufenden Tagesberichte notwendig sind.

§ 7.

Die Ausführung der in Bede stehenden Arbeiten und Lieferungen muß sowohl nach den Regeln der Kunst, als auch mit aller Sorgfalt genau nach den dem Unternehmer übergebenen Bauzeichnungen, sowie nach besonderer Anordnung des bauleitenden Beamten erfolgen, wobei der Unternehmer jedoch für die Sicherheit des Arbeitsbetriebes unbedingt verantwortlich bleibt. Von dem Gesichtspunkte aus, ein durchaus dichtes und dauerhaftes Mauerwerk zu erzielen, hat der Unternehmer alle Lieferungen, alle Arbeiten und alle Vorrichtungen zur Ausführung desselben einzurichten. In diesem Sinne wird auch von der Bauleitung die Überwachung der Ausführung beständig und in allen Teilen ausgeübt werden. In demselben Sinne wird auch der mit der staatlichen Beaufsichtigung betraute Banbeamte die Ausführung der Talsperre prüfen und im Aufträge der Staatsbehörde, bzw. über die Anordnung der Bauleitung hinausgehende Anforderungen stellen, wenn die Staatsbehörde für die Sicherheit der Anlage dies als notwendig erachten sollte. Der Unternehmer ist verpflichtet, diesen von der Bauleitung ihm kundgegebenen Anordnungen Folge zu leisten.

§ 8.

Der Aushub des Bodens hat derart zu geschehen, daß auf dem von Letten und Geröll bloßgelegten Felsen ein Streifen von 1,0 m Breite vom Fuße der Mauer bis zum Fuße der unteren, etwa unteren 45 o gegen den Horizont geneigten Böschung des Erdreiches freigelassen und am Fuße der Böschung entlang ein Sammelgraben hergestellt wird, welcher das Sickerwasser aus dem Geröll abfängt und dem Pumpbrunnen, der zur Trockenhaltung der Baugrube dienen soll, derart zuführt, daß die freigelegte Fundamentsohle ohne Wasserandrang von den Seiten oder von unten her trocken gehalten werden kann. Der Schutz der hergestellten Böschung gegen etwaiges Einrutschen bleibt Sache des Unternehmers, wobei es ihm anheim gegeben wird, in seinem Interesse in der Baugrube etwas steilere Böschungen anzuwenden, als sie vorstehend angegeben sind; jedoch hat der Unternehmer auf alle Fälle dafür zu sorgen, daß die Sammelröhren für Sickerwasser am Fuße der Böschung der Baugrube stets von allen nachrutschenden Bodenmassen frei gehalten werden. Diese Art des Aushubes wird der endgültigen Abrechnung zugrunde gelegt.

Die gesamte Wasserhaltung, einschließlich sämtlicher Rohrleitungen und Gräben, ist Sache des Unternehmers. Für etwaige Störungen des Baubetriebes oder Schädigung durch Hochwasser des Krebsbaches können Ansprüche nicht erhoben werden. Es ist Sache des Unternehmers, durch entsprechende Maßnahmen sich hiergegen zu schützen.

Wenn es wegen des in die Fundamentsohle etwa zudringenden Wassers erforderlich wird, so soll die im Entwürfe vorgesehene Aussprengung des festen Felsens bis zur Fundamentsohle herab um 0,5 cm breiter ausgeführt und daselbst das Sickerwasser in Röhren gesammelt werden. Diese mit nach oben gerichteten Stutzen und, soweit erforderlich, mit offenen Fugen zu versehenden, etwa 10—15 cm weiten glasierten Tonrohre, aus denen während der Ausführung des Manerwerks das zudringende Wasser fortzupumpen ist, sollen zwischen den Außenflächen der Mauer und der Felswand in Beton fest umstampft werden. Nach genügender Erhärtung dieses Betons sind durch die Stutzen hindurch, welche in 3—4 m Entfernung voneinander anzuordnen sind, die Tonrohre in Zement zu vergießen, nachdem alles Mauerwerk vollständig erhärtet ist.

Guter Lehm und Tonboden, welcher aus der Baugrube ausgehoben wird, ist so zu lagern, daß er nach Fertigstellung der Mauer und der Abdichtung derselben an der Wasserseite wieder in dünnen Lagen auf 1 Va—2 m Dicke an der Wasserseite eingestampft werden kann. Mit Humusschichten darf der Ton nicht in Berührung kommen und nicht vermischt werden, und darf überhaupt der Humus nicht wieder zur Hinterfüllung benutzt werden, sondern ist außerhalb des Sammelbeckens in passendeer Entfernung vom Mauerwerk nach späterer Angabe in der Geländeoberfläche zur Ablagerung zu bringen. Geröll- und Steinmaterial sind in der Böschungsanschüttung derart zu verwenden, daß das gröbere Steinmaterial, als rauher Steinsatz zurechtgepackt, die äußere Böschungsfläche bildet. Wenn das Aushuberdreich nicht genügend Material an Lehm und Ton für die unmittelbare Hinterstampfung der Mauer liefern sollte, so ist dasselbe von einer im Staubeckenbereiche angewiesenen Stelle zu entnehmen.

Über die vorteilhafteste Verteilung der aus dem Fundamentaushub stammenden Boden- und Felsmassen erfolgt von der Bauleitung nach Maßgabe des Befundes mit Rücksicht auf möglichst dichte und feste Hinterstampfung der Talsperre nähere Bestimmung bei der Ausführung. Das Fundament der Sperrmauer ist nach Angabe der Zeichnungen 2—2¹/o m tief in den Fels eingreifend angenommen und soll sich auf feste Felsschichten setzen. Je nach dem Befunde des Felsens wird die Bauleitung daher bei der Ausführung die etwa erforderlichen Abweichungen von dem geplanten Eingriffe angeben.

Die Gründungssohle soll nach Maßgabe der Zeichnung, soweit dies praktisch durchführbar ist, in Absätzen hergestellt werden, welche es gestatten, die Mauerung in solchen Schichten auszuführen, daß dieselben nahezu rechtwinklig zu den resultierenden Kräften im Innern des Mauerwerks gerichtet sind. Nachdem der Fels bis auf entsprechende Tiefe ausgehoben ist, ist die Fundamentgrube in den Klüften durch Ausspritzen unter Druck von wenigstens 15 m Wassersäule zu reinigen und im ganzen sorgfältig abzuwaschen. Die durch Ausspritzen entstandenen Höhlungen der Klüfte sind mit Zementmörtel aus 1 Teil Zement, 2 Teilen Sand und V2 Teil Traßmehl auszugießen. Die Vergütung hierfür ist in dem Preise des Mauerwerks mit enthalten. Eine Wasserströmung in der Gründungsgrube darf hierbei und beim Mauern nicht stattfinden, was durch die vorherbeschriebene Art des Wasserschöpfens aus genügend tief anzulegenden Sammelbrunnen oder durch sonstige geeignete Hilfsmittel zu bewirken ist. Um mit dem nötigen Druck die Felsoberfläche und die Bruchsteine abspritzen zu können, sind an den Talhängen in entsprechender Höhe genügend große Wasserbehälter anzulegen und mit reinem Wasser gefüllt zu halten.

Sollten an einzelnen Stellen kleinere Quellen sich finden, so sind dieselben in geeigneter Weise durch senkrechte glasierte Tonröhren von etwa 10 cm Lichtweite zu fassen und mit dem um dieselben herum auszuführenden Mauerwerk hochzunehmen. Nach genügender Erhärtung des Mauerwerks sind diese Röhren, sobald der Wasserandrang aufhört, in geeigneter Weise mit Zementmörtel 1: 2) auszugießen. Die Bauleitung hält sich das Recht vor, anzuordnen, daß einzelne Quellen durch glasierte Tonröhren besonders gefaßt und weiter hochgeführt oder unschädlich nach einem Betriebsstollen abgeleitet werden.

Der Krebsbach, welcher die Baugrube kreuzt, ist vor Beginn der Gründungsarbeiten durch ein geeignet großes, freitragendes oder nur mit wenigen Mittelstützen versehenes Gerinne über die Baugrube zu leiten. Um dies in unschädlicher Weise tun zu können, muß das Gerinne genügend groß sein, um nachweislich selbst die Hochwassermengen des Krebsbaches fassen zu können, welche bis auf etwa 6 cbm sekundlich bei außergewöhnlich hohem Hochwasser anwachsen können, während das Mittelwasser nur etwa 100—150 Liter in der Sekunde beträgt.

Gleichzeitig mit dem Gerinne ist eine Rohrleitung von 250 mm Durchmesser für die Trinkwasserversorgung der Stadt über die Baugrube hinwegzuführen. Diese Leitung beginnt 400 m talauf, von der Mauer als Tonrohrleitung von 250 mm lichter Weite und mündet 250 m unterhalt derselben in die vorhandene Sickerkanalleitung ein. Über die Baugrube hinweg sollen eiserne Rohre von 250 mm lichte Weite zur Verwendung gelangen, die von der Verwaltung geliefert und verlegt werden. Dieser Strang soll von dem Gerinne mitgetragen werden. Die Anschlüsse an die Tonrohrleitung hat der Unternehmer auszuführen. Im übrigen hat die Verlegung der Tonrohre so zu geschehen, daß nach den angegebenen Höhenmarken ein durchaus geradliniges Gefälle hergestellt wird. Die Muffen sind mit Teerstricken zu dichten und mit einer Asphaltmischung, bestehend aus 1 Teil Goudron und 1 Teil Mastix zu vergießen. Die Tonrohre müssen aus feuerfestem Ton, gut gedreht, scharf gebrannt und auf ihrer ganzen, inneren und äußeren Oberfläche mit einer gleichmäßigen säurefesten Salzglasur überzogen sein. Das Aussehen darf keine Risse, Höhlungen und Blasen zeigen, beim Anschlägen müssen die Rohre hell klingen. Die Tonrohre müssen freiliegend einen äußeren reinen Scheiteldruck von 1000 kg und einen inneren Druck von 1 kg/qcm ertragen. Der Einlauf der Leitung ist nach besonderer Angabe auszuführen. Der Aushubboden ist sorgfältig einzustampfen, das etwa übrig bleibende Material ist nach Anweisung bis auf 200 m Entfernung abzulagern.

Unvermeidliche Unebenheiten der Felssohle sind, soweit es wegen des guten Ansetzens der Mauerschichten in der vorhin angegebenen Richtung erforderlich ist, durch Beton aus 1 Teil Zement, 3 Teilen Sand, V2 Teil Traß und 6 Teilen Kleinschlag aus Grauwacke oder gleich festem Gestein in den erforderlichen Absätzen auszugleichen. Dieser Beton muß täglich genäßt werden und hinreichend erhärtet sein, bevor mit dem Mauern begonnen wird.

Die Verwendung von Sprengstoffen ist nur zulässig, wenn das gelockerte Gestein, soweit die bei der Sprengung etwa im Gestein entstehenden Risse sich fortsetzen, mittels Brechstange, Hacke und Keile entfernt wird. Im allgemeinen ist anzustreben, die Baugrube ohne die Verwendung Sprengstoffen herabzutreiben.

von

Die Kosten für die die Mauerung vorbereitenden Arbeiten, wie die Reinigung der Felssohle, Ausgießen der Risse und die Quellfassung sind in den Einheitspreisen für die Herstellung des Mauerwerks mit enthalten.

§ 9-

Mit der Ausführung des Mauerwerks darf nicht eher begonnen werden, als bis die Felssohle von der Bauleitung gut geheißen und ihre Höhenlage festgestellt ist.

Die Ausführung des Mauerwerks soll in vorzüglich rein gewaschenem, und genäßtem Bruchsteinmaterial und mit durchaus vollen Fugen in einem Traßmörtel hergestellt werden, der aus 1 Teil Kalkbrei, l¹/’ Teilen bestem Plaidter Traßmehl und l³/₄ Teil gewaschenem Flußsand (Quarzsandj zu bestehen hat. Die Bauleitung behält sich vor, vorzuschreiben, daß in der Außenfläche der Mauerung an der Luftseite und der Verblendungsmauer an der Wasserseite die äußeren Schichten in einem Mörtel versetzt werden, der zur Hälfte aus Zementmörtel (1 Teil Zement und 2 Teile Quarzsand) und zur Hälfte aus Traßmörtel (1 Teil Kalkbrei, 1 V2 Teile bester Plaidter Traß und 1³/i Teile gewaschener Flußsand) zu bestehen hat.

Die Ausführung soll in vollen Fugen von möglichst geringer Dicke geschehen. Solange der Mörtel noch hierzu weich genug ist, müssen an der Luftseite die Fugen mit dem Fugeneisen derart fest und glatt ausgestrichen werden, daß ein späteres Abblättern des Mörtels dieser Fugen sicher verhindert wird und andererseits ein späteres Auskratzen und Ausfugen unterlassen werden kann. Die Lagerfugen der Bruchsteine sollen möglichst geringe Dicke haben, die Stoßfugen sind durch Abhauen größerer spitzwinkliger Vorsprünge der Steine ebenfalls möglichst klein zu halten; im übrigen sind hier alle unvermeidlichen größeren Lücken, nachdem dieselben mit Mörtel vollkommen ausgefüllt, bzw. die Steine in Mörtel satt versetzt sind, mit Steinstücken so durch Hammerschläge auszuzwicken, daß eine feste Verspannung aller Steine im Innern gesichert ist und bei durchaus vollen Fugen im ganzen kein größerer Verbrauch an Mörtel stattfindet, als etwa V3 des ganzen Mauervolumens entspricht. Auszwickungen in der Ansichtsfläche sind nicht zulässig.

Die Steine sind auf dem Mauerwerk durch besondere Einrichtungen so zu bewegen und die Arbeiter so anzustellen, daß eine Lockerung und Beschmutzung des fertigen Mauerwerks nicht eintreten kann. Durch hölzerne Unterlagen, Gleitbahnen usw. ist das frische Mauerwerk vor Erschütterungen zu schützen. Der Unternehmer hat allen entsprechenden Anordnungen der Bauleitung unweigerlich Folge zu leisten.

Der Unternehmer hat versetzbare Bedürfniseinrichtungen zu treffen und durch strenge Handhabung von Vorschriften deren Benutzung derart zu sichern, daß kein Arbeiter durch Verrichtung seines Bedürfnisses die Güte des Mauerwerks beeinträchtigt.

Für die Ausführung des oberen Teiles der Sperrmauer, des Putzes und des Verblendmauerwerks an der Wasserseite ist ein durchaus sicheres Fördergerüst an der Wasserseite zu errichten.

Während die Ausführung des Mauerwerks an den tiefsten Stellen jedes Profiles und zunächst in der Mitte der Talsperre am tiefsten Punkte zu beginnen und gleichmäßig nach beiden Seiten hin fortzuschreiten hat, soll in jedem Querschnitt, sobald die oberste gekrümmte Schicht an der Wasserseite bis zur Oberfläche des Felsens angelangt ist, an der Wasserseite zunächst hochgemauert und dann in den ansteigenden Schichten nach der Luftseite hin fortgefahren werden, um der Bildung von Rissen im Innern des Mauerwerks vorzubeugen. Die Höhenunterschiede in den nebeneinander ausgeführten Mauerteilen, über einer Schichtfläche gemessen, dürfen im Interesse eines gleichmäßigen Setzens und der Verhinderung feiner Risse 1,5 m nicht überschreiten, und es sind überall im Verbände abgesetzte, nicht zu steile Abtreppungen (etwa 1:1) für den Anschluß des Nachbarmauerwerks stehen zu lassen. Die Mauer ist bei der Ausführung täglich mehrmals in der Oberfläche und in der Außenfläche reichlich zu nässen, so daß der in der Erhärtung begriffene Mörtel eine graubraune Farbe behält.

Nach der Wasserseite hin erhält die Bruchsteinmauerung in dem oberen nicht durch die Boden-hinterfüllung gegen die Einwirkungen des Wassers und der Luft geschützten Außenflächen eine nahezu senkrecht verlaufende Verzahnung, deren Vorsprünge und Formen nach Zeichnung auszuführen und nach vollständigem Setzen des Mauerwerks mit einem mindestens 25 mm dicken Zementtraßverputz zu versehen sind. Dieser Zementtraßverputz ist aus 1 Teil Zementmörtel (1 Teil Zement und 2 Teile Sand) und 1/3 Teil Traßmörtel (1 Teil Kalkbrei, lQa Teile Plaidter Traßmehl und IV2 Teile Sand) herzustellen und in der Oberfläche durch einen feinen Zementmörtelüberzug (1 Teil Zement und 1 Teil Sand und V3 Teil Traß) glatt und dicht abzureiben.

Derselbe Verputz soll auch für den unteren nicht mit Verzahnung versehenen Teil der Außenfläche der Bruchsteinmauerung an der Wasserseite bis auf die Felsoberfläche und noch etwa 50 cm breit über die mit Beton ausgeglichene anschließende Felsoberfläche hinweg greifend zur Anwendung kommen. Bevor dieser Verputz auf die genannten Flächen gebracht wird, müssen deren Fugen auf mindestens 30 mm Tiefe ausgekratzt, bzw. ausgemeißelt, gereinigt und genäßt werden, damit der Verputz innig mit dem Mauerwerk verbunden wird. Die Oberfläche des Verputzes soll nach Erhärtung und Trocknung desselben, die gegebenenfalls in vorsichtiger Weise künstlich zu bewirken ist, mit einem zweimaligen dichtenden Anstrich aus Siderosthen oder einem nachweislich mindestens ebensogut dichtenden und anhaftenden Dichtungsmittel gestrichen werden. Den Nachweis hierzu hat der Unternehmer auf seine Kosten durch Versuche auf der Baustelle zu erbringen. Der Anstrich soll bei Hitze nicht treiben und bei Kälte und Feuchtigkeit nicht ab blättern.

Die Ausmauerung der Verzahnung in Bruchsteinen an der Wasserseite muß unter Zusatz von Zementmörtel (V2 Teil Zementmörtel, V2 Teil Traßmörtel) geschehen, um eine schnelle Erhärtung zu erzielen. Die Ausmauerung darf nicht schneller vor sich gehen, als die Erhärtung dies gestattet, ohne ein meßbares Setzen der Ausmauerung zu zeigen. Zur Messung aller beim Setzen eintretenden Erscheinungen hat der Unternehmer etwa 60 besondere verzinkte Eisenmarken zu liefern und nach näherer Angabe an der Luft und an der Wasserseite einzumauern und in geeigneter Weise gegen Beschädigungen oder Verschiebungen sicher zu schützen. Von dem Verlaufe des Setzens wird die Schnelligkeit im Fortschreiten des Mauerns abhängig gemacht werden müssen.

Die Bekrönung der Mauer in Hausteinen und Bruchsteinen, in Traßmörtel mit Zementzusatz und mit Zementausfugung ist nach Zeichnung äußerst sauber auszuiühren. Ferner ist die Herstellung der Fahrbahn in bestem Gußasphalt (1 Gewichtsteil Goudron + 15 Gewichtsteile Mastix + 7 Gewichtsteile Perlkies) in zwei Schichten von je 15 mm Dicke auf der Krone der Mauer nach besonderen, noch aufzustellenden Bedingungen herzustellen und in allen Anschlüssen, sowie im ganzen so dicht zu machen, daß dauernd das Eindringen des Tagewassers verhindert wird. Der Asphalt darf daher nirgends stumpf an durchgehende Steinflächen stoßen, sondern muß in entsprechende Falze eingreifen. Die Bauleitung behält sich die Entscheidung darüber vor, ob statt des Gußasphaltes eine Lage von Stampfasphalt von mindestens 4 cm Dicke ausgeführt werden soll.

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Im Innern der Mauer sollen nahezu in senkrechten Ebenen nach Zeichnung Entwässerungsröhren von 50-60 mm Lichtweite eingemauert werden, um alles etwa eindringende Sickerwasser abzufangen und nach unten abzuleiten, wo es in Sammelröhren aus glasiertem Ton von 100 mm Lichtweite den beiden Stollensohlen in der Mauer zugeführt werden soll. Bei der Ausführung ist besondere Sorgfalt darauf verwenden, daß diese Sickerröhren nirgends durch Mörtel oder Steinstücke verengt oder verstopft werden, oder daß die Rohre selbst beschädigt werden. Jedes eingelegte Rohr ist daher am oberen Ende sofort nach dem Einsetzen mit einem Stöpsel zu versehen, der erst entfernt wird, wenn das folgende Rohr aufgesetzt werden soll.

Die beiden durch die Sperrmauer hindurchgehenden Rohrstollen sind in äußerst sorgfältiger Weise nach Zeichnung in Zementtraßmörtel auszuführen, sehr kräftig zu überwölben und innen mit einem Putz von mindestens 1 cm Dicke zu überziehen. An der Wasserseite sind diese Rohrstollen nach Zeichnung in Ziegelmauerwerk und Zementtraßmörtel abzumauern. Die Abmauerung des Rohrstollens besteht aus 3 Ringteilen. Die einzelnen Ringteile sind besonders aufzumauern und mit einem gleichen Verputz wie für die Wasserseite der Mauer zu versehen und mit Siderosthen zweimal zu streichen. Auf eine durchaus sorgfältige und dichte Herstellung dieses Ziegelmauerwerks aus nur besten Materialien und besonders hartgebrannten und wenig Wasser aufnehmenden Hartbrandbacksteinen ist Bedacht zu nehmen. Die Steine sind in durchaus reinem Zustande und gut angenäßt in ein volles Mörtelbett zu legen und mit der Hand kräftig gegen die bereits liegenden Steine anzudrücken, sodaß der Mörtel aus allen Fugen voll herausquillt. Durch die Abmauerungen sollen die in der Zeichnung angegebenen Rohre durchaus dicht schließend hindurchgehen.

mauer

von

Bei der Abrechnung wird der Leerraum der Rohrstollen, soweit sie innerhalb der Sperrliegen, und der Hohlraum der eingemauerten Rohre nicht in Abzug gebracht werden. Andererseits wird für die Anwendung des Zementtraßmörtels, der auszusuchenden und zum Teil zu bearbeitenden Wölbsteine und die Gewölberüstungen eine besondere Vergütung nicht gewährt. Dasselbe gilt von den Wehröffnungen an der Krone der Mauer. Auch diese werden nach dem vollen Mauerquerschnitt abgerechnet, ohne daß eine besondere Vergütung für die Abrundung des Rückens in Bruchsteinquadern, der Pfeiler in Quadern (ohne Abdeckplatten) eintritt. Für die Betondecken wird ein Zuschlag gewährt. Die Sohlen der beiden Rohrstollen sollen durch glasierte Tonröhren

150 mm Durchmesser nach der Bachsohle hin entwässert werden. Die Rohrstollen werden an der Luftseite durch die in der Zeichnung angegebenen Schieberhäuschen begrenzt und zugänglich gemacht. Nach besonderen Plänen werden die Wände derselben in Bruchsteinmauerwerk ausgeführt, die Ecken und Abschlüsse mit Quadern eingefaßt.

Das Versetzen aller Werksteine hat mit Sorgfalt derart zu geschehen, daß Beschädigungen der Kanten und Ecken vermieden werden. Beschädigte Steine sind durch andere unversehrte zu ersetzen. Über die Art des Versetzens erfolgt jeweilig besondere Anweisung. Die Mörtelmischung besteht aus 1 Teil Zement und 1 Teil feinem Sand. Die hammerrechten Bruchsteine der Bänder, Lisenen und Wehrpfeiler sind, falls der Stein sich hierzu eignen sollte, aus Porphyrit ohne besondere Vergütung herzustellen, vgl. § 10.

Die endgültige Abnahme der Werk- oder Hausteine erfolgt erst, nachdem sie verlegt und erforderlichenfalls nachgearbeitet sind. Der für die Abrechnung maßgebende kubische Inhalt wird bei den parallelepipedisch geformten Werkstücken nach den bei ihrer Versetzung wirklich vorhandenen Längen-, Breiten- und Höhenmaßen, bei allen übrigen Werksteinen nach den Maßen des kleinsten unbeschriebenen Parallelepipedons berechnet. Das Werksteinmauerwerk wird vom Bruchsteinmauerwerk in Abzug gebracht.

Die Zubereitung des Betons hat genau nach den vorgeschriebenen Mischungsverhältnissen und zwar, nachdem die dazu bestimmten Materialien in besonderen Gefäßen genau abgemessen sind, entweder maschinell oder durch sorgfältige Mischung von Hand auf einer ebenen, sauberen Holzpritsche zu geschehen. Der Steinschlag ist in gesiebtem Zustande zu verwenden und ist ohne besondere Entschädigung durch einen kräftigen Wasserstrahl vollständig von Schmutz zu befreien. Das Abspülen geschieht vor dem Transport des Steinschlages zur Betonbereitungsstelle und ist in mit Rostboden versehenen Karren zu bewirken. Beim Mischen muß ein vollständiges Durcharbeiten stattfinden, so daß sämtliche Steinbrocken von Mörtel umgeben sind. Der Beton muß unmittelbar nach der Bereitung verwendet werden; es darf daher nie mehr Mörtel und Beton bereitet werden, als zum augenblicklichen Gebrauch erforderlich ist. Beton oder Mörtel, der länger als eine Stunde nach der Bereitung gelegen hat, ist unbrauchbar und darf unter keinen Umständen verwendet werden.

Der Beton ist in Lagen von 0,15 m Stärke einzubringen und durch genügend schwere Handstampfen kräftig und schnell abzurammen. Vor dem Einbringen einer neuen Lage muß die darunterliegende von allen losen Steinen und abgebundenem Mörtel durch Abkehren mit Besen gereinigt werden. Auch muß jede fertiggestellte Lage Beton vor dem Aufbringen der nächsten und auch sonst des öfteren nach Anordnung des Bauleitenden gehörig mit Wasser genetzt werden.

Wo Verschalungen erforderlich sind, sind dieselben fest und unverrückbar zu gestalten. Das Einbetonieren, ebenso wie das Einmauern von Eisenteilen hat ohne besondere Vergütung nach Anweisung zu erfolgen. Alle Oberflächen des Betons sind mit einer fetten Schicht von Zementmörtel (1:2) vollständig zu überdecken. Die Vergütung hierfür ist in den Einheitspreisen enthalten. Die Bauleitung behält sich Änderungen in den Mischungsverhältnissen vor, ohne daß eine Änderung des Preises zu erfolgen hat, insoweit der Hohlraum der Betonsteine dies erfordert.

Alle Rohre und Schieber, die nach den Zeichnungen und nach dem Angebotsformulare von dem Unternehmer zu liefern und in den Rohrstollen, Schächten, Schieberhäusern usw. anzubringen sind, sollen aus vorzüglichem Material geliefert und durchaus dichtschließend nach allen Regeln der Kunst verlegt werden. Allen Getrieben der Schieber ist eine sehr starke Übersetzung zu geben, damit dieselben durch einen Arbeiter unter allen Umständen äußerst bequem bedient werden können. Hinsichtlich der Bauweise der Schieber und Gestänge, von denen entsprechende Werkstattzeichnungen zur Genehmigung seitens des Unternehmers vorzulegen sind, behält sich die Bauleitung nähere Angaben für die Ausführung vor. Das Gleiche gilt für die Lieferung der Geländer, Türen, Fenster, Dachstühle usw.

§ 10.

a) Bruchsteine. Zu den Bruchsteinmauerungen sollen, soweit dies in dem Entwurf und in dem Angebot vorgesehen ist, nur Bruchsteine verwandt werden, welche als durchaus fest, dauerhaft und hinreichend schwer zu betrachten sind.

Die Unternehmer haben vor Abgabe ihres Angebotes selbst diejenigen Punkte aufzusuchen, in denen sie einwandfreie Bruchsteine aus Grauwacke oder anderem Gestein finden können. Für die Beurteilung der im Langentale oberhalb der Sperrmauer anstehenden Grauwacke sind eine Reihe von Schürflöchern auf beiden Seiten des Talhanges ausgeführt. Am Auslauf des Tales befindet sich ein Porphyritsteinbruch der Roßlaer Rentkammer, der unter Umständen Material für die Quader und

Hausteine hergibt. Falls dieser Stein nicht geeignet sein sollte, und daher Material von einem ferneren Orte bezogen werden müßte, sind besondere Preise in dem Angebote einzusetzen. Die Zulassung des Steines erfolgt auf besondere Genehmigung der Bauleitung hin.

Dem Unternehmer bleibt mit Genehmigung der Bauleitung die anderweitige Beschaffung von Bruchsteinmaterial zwecks Verwendung im Mauerwerk überlassen, sofern dieselbe für ihn vorteilhafter als die Gewinnung im Langentale ist. Diese anderweitig beschafften Steine müssen jedenfalls vollkommen wetterbeständig und druckfest (2000 kg/qcm Druckfestigkeit) sein und die Herstellung eines Mauerwerks mit einem Gewichte von 2400 kg für 1 cbm ermöglichen. Im übrigen müssen die Steine in ihrer Güte den Probesteinen entsprechen. Die Kosten der laufenden Untersuchung jener Steine trägt der Unternehmer.

Zu den Außenflächen aller Mauerungen sind auf etwa 2 m Tiefe stets die vorzüglichsten der gewonnenen Bruchsteine zu verwenden. Bruchsteine, deren Stärke weniger als 15 cm und deren Länge weniger als etwa 30 cm beträgt, sollen im allgemeinen nicht verwendet werden, sondern dürfen höchstens zum Auszwicken der Fugen zwischen größeren Steinen benutzt werden. Andererseits darf die Größe der zu verwendenden Bruchsteine i/₂ cbm nicht wesentlich überschreiten. Die Bruchsteine müssen vor ihrer Vermauerung und bevor sie auf die Mauer gebracht werden, vollkommen von allen Verunreinigungen befreit werden, indem sie durch Wasserstrahlen von mindestens 15 m Wasserdruck abgespritzt und mittels Stahlbesen vollkommen rein gewaschen werden. Das zur Reinigung zu verwendende Wasser muß durchaus rein sein.

Der Abraum der Steinbrüche ist nach besonderer Anweisung der Bauleitung abzulagern und erforderlichenfalls ohne besondere Entschädigung in die Hinterfüllung der Sperrmauer zu verbauen. Der Bauleitung steht es frei, die Abraumsteine ohne Entschädigung nach ihrem Belieben zu verwenden, ebenso darf sie besondere Stücke, die säulenförmig brechen und als Chausseeprellsteine benutzt werden können, zurückbehalten. Im letzteren Falle tritt eine Entschädigung nach § 15 ein.

Für die um das Staubecken herumgeführten Wege sind, falls dieselben durch den Steinbruchbetrieb unterbrochen werden, Hilfswege kostenlos anzulegen und nach Ausnutzung des Steinbruches im früheren Zustande wieder herzustellen. Die Steinbrüche müssen mindestens 100 m von der Mauer entfernt bleiben. Für den Betrieb sind die gesetzlichen Orts- bzw. landespolizeilichen Vorschriften

Soweit der Grund und Boden für die Anlage von Steinbrüchen an den beiderseitigen Hängen der Stadt Nordhausen erworben wird, soll derselbe dem Unternehmer kostenfrei zur Verfügung

maßgebend.

von

gestellt werden. Beabsichtigt wird die Fläche bis 10 m jenseits des Stauspiegels zu erwerben. Der Unternehmer hat demnach vor allen Dingen zu beiden Seiten bis zu dieser Höhe einen etwaigen Steinbruch auszunutzen. Ist es erforderlich, daß der Steinbruch über die angegebene Höhe hinaus erweitert werden muß, so hat der Unternehmer kostenlos die Wege zu verlegen und später in ihren früheren Zustand wieder herzustellen und bezüglich der Entnahme der Steine durch Vermittlung des

Magistrates Vereinbarungen mit den Anliegern zu trelfen.

b)    Mörtel. Die Mörtelmischungen sind nach den Angaben der Angebotsverzeichnisse auszuführen. Die Mischung soll durch mechanisch betriebene Mörtelmischmaschinen so ausgeführt werden, daß eine vollständig gleichmäßige Durchmengung der Materialien hergestellt ist. Der Mörtel ist sehr steif anzumachen, und es sind die einzelnen Bestandteile in besonderen Behältern aus Holz oder Eisen genau nach den Mischungsverhältnissen abzumessen, bevor sie in die Mörtelmaschinen gebracht werden. Nur vollständig gleichmäßig durchgearbeiteter Mörtel darf zum Mauern verwendet werden. Zementmörtel ist unmittelbar nach seiner Fertigstellung zu vermauern und darf weder über Mittag noch während der Nacht unbenutzt liegen bleiben.

Der Traßmörtel soll in den angegebenen Mischungsverhältnissen aus Fettkalkbrei, besonders fein gemahlenem besten Plaidter Traß und aus scharfkörnigem Flußsand hergestellt werden. Soweit eine Mischung von Zementmörtel mit Traßmörtel oder mit Kalkmörtel bei verschiedenen Bauteilen vorgesehen ist, können zunächst die einzelnen Mörtelarten (Kalkmörtel, Traßmörtel, Zementmörtel) für sich hergestellt und dann, nachdem sie gehörig durchgearbeitet waren, in den angegebenen Verhältnissen gemischt werden, um dann sofort verwendet zu werden; oder es können die trockenen Materialien zunächst zu einem Gemenge von gleichmäßiger Farbe gemengt und dann unter Zusetzung des Kalkes angenäßt werden.

c)    Kalk. Der zu verwendende Kalk soll reiner, kohlensaurer Kalk sein, der nur ganz untergeordnete Mengen Magnesia oder sonstiger Nebenbestandteile enthalten darf. Auf \ erlangen der Bauleitung hat der Unternehmer den Nachweis über die chemische Zusammensetzung des Kalkes zu liefern. Der gebrannte Kalk ist stets frisch und unverfallen zur Baustelle zu bringen und in diesem Zustande zu löschen. Zu Staub zerfallenener Kalk ist von der Verwendung auszuschließen. Der Ätzkalk ist in Pfannen zu löschen und in ausgemauerten oder mit Brettern vollständig und dauerhaft ausgekleideten Gruben gegen Ausdörren und Frost geschützt aufzubewahren. Der Kalkbrei darf weder Kalksteinstücke, noch Knoten, noch sonstige nachteilige Beimengungen enthalten; er muß mindestens 4 Wochen in der Grube gelegen haben, bevor er verwendet wird, und muß durchaus gleichmäßig breiig sein. Ausgedörrter oder gefrorener Kalkbrei darf nicht zum Mörtel verwendet werden.

d)    Sand. Zum Mörtel soll nur scharfkörniger Flußsand (Quarzsand) verwendet werden. Der Sand muß durchaus rein gewaschen und frei von allen nachteiligen Beimengungen sein. Auf der Baustelle ist der Sand in geeigneter Weise stets für eine Woche im Vorrat zu lagern und gegen Verunreinigung zu schützn. Bei der Abgabe des Angebotes hat der Anbietende den Bezugsort und Lieferanten für den Sand genau anzugeben.

e)    Traß. Es darf nur bester, sehr fein gemahlener Traß aus dem Nettetale Verwendung finden, und es ist eine Probe von mindestens 1 Liter mit dem Angebote einzuliefern. Der Traß muß aus harten und scharfkantigen Tuffsteinen ohne jede Beimengung von wildem Traß, Bimstein, Asche oder Sand hergestellt sein. Das Traßmehl soll mindestens 7o/₀ chemisch gebundenes Wasser enthalten und muß in konzentrierter Schwefel- oder Salzsäure zu 2/3 seines Gewichtes löslich sein. Probekörper aus einer Mischung von lA/s Baumteilen Traßmehl -f- 1 Eaumteil Kalkbrei + 2 Kaumteile des für die Herstellung verwendeten Sandes soll nach einer Erhärtung von zwei Tagen an der Luft und 40 Tagen unter Wasser bei etwa 17 OC als Durchschnitt ans 10 Proben eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/qcm besitzen. Die Angebote müssen den Bezugsort und den Namen des Lieferanten enthalten. Traß aus dem Brohltale ist vollständig von der Lieferung ausgeschlossen. Der Traß soll auf einem Siebe von 900 Maschen für das qcm dem Gewichte nach höchstens einen Bückstand von 20% ergeben und auf dem 5000 Maschensieb höchstens 50% Bückstand zeigen.

Über jede Traßsendung sind von dem Unternehmer der Bauleitung die Lieferscheine vorzulegen. Die Bauleitung ist berechtigt, zu jeder Zeit bei dem Lieferanten des Traßes dessen Lieferungen für die Bauten zum neuen Wasserwerke der Stadt Nordhausen zu überwachen und zu beanstandende Lieferungen bereits dort zurückzuweisen.

f)    Zement. Der zu den einzelnen Mauerungen und zum Verputzen, sowie zum Ausfugen und Ausgießen von Felsklüften usw. und zu sonstigen Bauarbeiten zu verwendende Zement muß künstlicher hydraulischer Kalk (Portlandzement) von einer anerkannt ersten Fabrik sein, deren Name der Anbietende bei Abgabe seines Angebotes mitzuteilen hat. Ist dies nicht geschehen, so hält sich die Bauleitung das Becht vor, dem Unternehmer einen bestimmten Lieferanten für die Lieferung des Zementes vorzuschreiben. Der Zement darf nicht treiben und muß allen Bedingungen entsprechen, welche in den vom Minister der öffentlichen Arbeiten in Preußen vorgeschriebenen Normen für die einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandzement angegeben sind.

Der Zement kann in wasserdichten Säcken angeliefert werden und ist gegen Nässe gesichert in Schuppen zu lagern. Schlacken-, Boman- oder Puzzolanzement darf nicht verwendet werden. Bei entstehenden Zweifeln darf der Zement im Bau erst verwendet werden, nachdem durch Proben seine den Normen entsprechende Beschaffenheit nachgewiesen ist.

g)    Wasser. Zum Anmachen des Mörtels, sowie zum Waschen der Steine und zum Nässen des Mauerwerks darf nur durchaus reines Bach- oder Brunnenwasser verwendet werden.

Der Unternehmer hat strenge darauf zu achten und entsprechende Vorkehrungen zu treffen, daß weder durch die Erdarbeiten, noch durch die Anlage von Bedürfniseinrichtungen, noch durch irgend welche sonstigen Einwirkungen eine Trübung oder eine nachteilige Veränderung des Wassers eintreten kann. Es muß daher das Wasser derartig geschöpft und geleitet werden, daß die genannten Verunreinigungen sicher ausgeschlossen sind.

h) Betonsteine. Der Kleinschlag des Betons darf aus den im Langentale gewonnenen Steinen geschlagen werden. Hierbei können auch die brauchbaren Steinstücke bei dem Felsausbruch der Baugrube und sonstige kleine Steinstücke benutzt werden. Die Betonsteine müssen gesund, druckfest, wetterbeständig und durchaus rein gewaschen und frei von erdigen und lehmigen Beimengungen sein. Die einzelnen Stücke müssen möglichst der Würfelform ähnlich sein und sollen rauhe Oberflächen und Kanten haben. Stücke über 5 cm Kantenlänge sind nicht zulässig, der feine Gruß ist auszusieben.

i) Ziegelsteine. Die Ziegelsteine müssen nach dem deutschen Normalformat aus gut durchgearbeitetem, reinem, von Kalk, Gyps und anderen schädlichen Beimengungen freiem Ion geformt

und klinkerartig mit scharfen Ecken und Kanten hartgebrannt sein. Sie sollen sich dabei, ohne zu zerbrechen oder zu spalten, mit dem Hammer gehörig bearbeiten und behauen lassen, dürfen keine Risse oder Blasen zeigen und müssen nur geringe Porigkeit und geringes Wasseraufnahmevermögen besitzen. Die Druckfestigkeit muß mindestens 250 kg/qcm betragen.

k) Eisenteile. Das zur Herstellung der Eisenkonstruktionen verwendete Eisenmaterial muß in seiner Güte und Bearbeitung den vom Verbände deutscher Architekten- und Ingenieurvereine aufgestellten Normalbedingungen für die Lieferung von Eisenkonstruktionen für Brücken und Hochbau genügen. Die Eisenteile sind nach gründlicher Reinigung von Hammerschlag und Rost in der Werkstatt mit heißem Leinölfirnis zu streichen und dann mit Bleimennige zu grundieren. Nach Anbringung der Eisenteile am Bauwerk sind dieselben nochmals mit Bleimennige und alsdann mit zwei gut deckenden farbigen Anstrichen nach näherer Angabe zu versehen. Das Einmauern der Eisenteile, das fertige Aufstellen usw. ist in den Einheitspreisen für das Mauerwerk inbegriffen. Über die Behandlung der einzumauernden Teile erfolgt besondere Anweisung von der Bauleitung. Die Feststellung des Gewichtes der Eisenteile erfolgt entweder durch amtliche Wiegescheine oder durch Wiegen auf der Baustelle. Für den letzteren Fall ist eine richtig zeigende Dezimalwage seitens des Unternehmers zu stellen.

§ 11.

Der Unternehmer hat für die nötigen Zufuhrwege und Transportbahnen zur Anfuhr der Materialien usw. zur Baustelle, für Anlage von Wegen und Arbeitsplätzen auf und zwischen den einzelnen Arbeitsstellen selbst Sorge zu tragen. Soweit hierbei die Benutzung von Grundstücken, welche seitens der Stadt Nordhausen für die Anlage erworben werden, in Frage kommt, werden dieselben dem Unternehmer nach dem Ermessen der Bauleitung kostenlos zur Verfügung gestellt. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß die Talsohle bis zu einer Länge von 200 m unterhalb der Mauer, die Hangseiten, indessen in beschränktem Umfange, ebenso unterhalb der Mauer erworben werden. — Im übrigen sind für die Anlage der Zufuhrwege tunlichst vorhandene Wege zu benutzen. Über die Zulässigkeit der Benutzung derselben, bzw. von anderen Grundstücken hat der Unternehmer mit den betreffenden Eigentümern Vereinbarungen zu treffen.

Der Unternehmer hat der Bauleitung und anderen von derselben mit der Ausführung von Arbeiten und Lieferungen betrauten Unternehmern die Mitbenutzung der Zufuhrwege, Zufuhrbahn, Baugleise usw. für den Transport vereinzelter Materialien, sofern die eigenen Arbeiten dadurch nicht behindert werden, zu gestatten. Als Vergütung ist ein entsprechender Einheitssatz in dem Angebote

Der östliche Talweg von der Sperre ungefähr bis zum Porphyritsteinbruch, wird von der Stollberg-Roßlaischen Rentkammer unentgeltlich zur Anlage einer Transportbahn zur Verfügung gestellt, unter der Verpflichtung von seiten des Unternehmers, daß die Holzabfuhr nicht wesentlich gestört wird, und daß der Weg nach Vollendung des Bauwerks in seinen Jetztzustand wieder hergestellt wird.

abzugeben.

Der Unternehmer ist verpflichtet, während der ganzen Arbeitszeit ohne besondere Entschädigung die Bau- und Arbeitsstellen in ordnungsmäßigem Zustande und bequem zugänglich zu erhalten. Bedürfnisanstalten, Kantinen und Baracken sind nur nach Einvernehmen mit der Bauleitung und nach deren Genehmigung an einer solchen Stelle, bzw. derartig anzulegen, daß eine Verunreinigung des Talbeckens und der für die Berieselungs- und Filteranlagen in Betracht kommenden Wiesenflächen ausgeschlossen ist. Zu diesem Zwecke sind Gruben für Bedürfniszwecke und für Kantinenabfälle mit undurchlässigen Wänden und Sohlen herzustellen und zu entleeren, bevor sie

ganz gefüllt sind.

Staumauer zu

Der Unternehmer hat auch allen etwaigen besonderen Anforderungen Folge zu leisten, welche bezüglich der Sicherheit der Bauwerke und des Schutzes der Arbeiter, sowie der Bevölkerung seitens der Staatsbehörden gestellt werden sollten. Alle Nebenanlagen und besondere Einrichtungen, welche der Bauunternehmer für die Ausführung der von ihm übernommenen Bauwerke als notwendig erachtet (Materialschuppen, Kalkgruben, Mörtelbereitungseinrichtungen, Einrichtungen für die Materialienzufuhr nach der Baustelle und dem Ort der Verwendung, Steinbrüche, Baracken usw.), hat derselbe auf seine Kosten zu beschaffen. Hierher gehören auch diejenigen Einrichtungen, welche zur Verhütung von Unfällen nach den gesetzlichen Vorschriften oder den Vorschriften der Berufsgenossenschaften erforderlich sind. Der Unternehmer ist verpflichtet, das erforderliche Rüst- und Bauholz, falls der Magistrat ihn hierzu auffordert, von demselben aus dessen Beständen im Langen Tale oberhalb der einem angemessenen, taxmäßigen Preise zu erwerben. Wenn über die von dem Unter-

nehmer beanspruchten Flächen bei der Abgabe des Angebotes keine besonderen Anforderungen gestellt werden, so unterwirft sich der Unternehmer bezüglich der Größe und Lage der Arbeits-, Bau-und Lagerplätze dem Urteile der Bauleitung.

§ 12.

Die von dem Unternehmer benutzten Grundstücke sind, von allen ihm gehörigen Materialien und Gerätschaften gesäubert, im Laufe von einem Monat nach Fertigstellung des Bauwerks der Stadt Nordhausen zu überliefern, widrigenfalls die Stadt das Recht hat, solche Materialien und Gerätschaften auf Gefahr des Unternehmers zu veräußern, bzw. auf seine Kosten zu beseitigen.

§ 13.

Der Unternehmer ist gehalten, die erforderlichen Absteckgerüste unentgeltlich herzustellen und zu unterhalten. Die Anordnung derselben ist genau nach den vom leitenden Baubeamten gegebenen Anweisungen auszuführen. Die von diesem angeordneten Schutzvorkehrungen der Absteckgerüste gegen Beschädigung oder Verrücken sind sofort anzubringen und, falls dieselben abgängig oder zerstört werden, ohne jegliche Entschädigung zu erneuern. Die erste Absteckung wird von dem bauleitenden Beamten ausgefiihrt (Mittellinie und Sehnen). Alle weiteren zur planmäßigen und richtigen Ausführung der Arbeiten erforderlichen Absteckungen sind Sache des Unternehmers, welcher für die in den Bauzeichnungen vorgeschriebenen Maße und richtigen Höhenlagen verantwortlich bleibt. Die für die Absteckungen und ebenso für die Aufmessungen benötigten Hilfskräfte hat der Unternehmer unentgeltlich zu stellen.

Zu den örtlichen Aufnahmen der Bauleitung für die Massenberechnung steht es dem Unternehmer frei, einen Beauftragten zu stellen, welcher sich bei den Aufmessungsarbeiten beteiligen kann. Anderenfalls sind die Aufnahmen der Bauleitung ohne weiteres maßgebend. Die örtlichen Aufnahmen sind von dem Unternehmer schriftlich anzuerkennen.

§ 14.

Der Unternehmer ist verpflichtet, für die Ausführung etwaiger außervertraglicher Arbeiten Gesellen, Arbeiter zu stellen, sowie Materialien usw. nach dem unten abgegebenen Angebote zu liefern. Solche Arbeiten sind von seinem Polier mit zu beaufsichtigen, ohne daß letzterer in Rechnung gestellt wird, wenn derselbe ohnehin schon auf der Baustelle anwesend ist. Für das Vorhalten von Geräten usw. zu solchen außervertraglichen Arbeiten werden, sofern dieselben auf der Baustelle vorhanden sind, weitere Vergütungen nicht bezahlt, ausgenommen größere Apparate, für deren Vergütung bei der Benutzung außervertraglicher Arbeiten besondere Vereinbarung getroffen wird.

Für außervertragliche kleinere Lieferungen gelten die Vertragspreise oder, soweit diese nicht unmittelbar anwendbar sind, nach Maßgabe derselben ermittelte Preise.

§ 15.

Es kostet an der Baustelle:

1 Gesellenstunde.............

1 Arbeiterstunde.............

1 cbm Sand..............

100 kg Traß.............i

100 kg Zement ............

100 Stück Drainrohre, 55 mm Dm. . . .

1 cbm Steine, aufgesetzt, zu brechen . . . . 1 Tonnen-Kilometer auf der Transportbahn .

Mk.

für kleinere

.    . Lieferungen

§ 16.

Zu den Angeboten auf der Grundlage Preisverzeichnisse zu benutzen.

In den angegebenen Preisen müssen Vor- und Unterhaltung aller zur Ausführung der einzelnen Arbeiten erforderlichen Geräte und Gerüste, sowie aller zugehörigen Nebenarbeiten enthalten sein, auch wenn sie im Wortlaut der Position nicht besonders genannt in den allgemeinen und besonderen Bedingungen indessen angegeben sind. Der Unternehmer darf nur solche Arbeiten auf der Baustelle besonders in Rechnung stellen, welche mit den vertraglich übernommenen Arbeiten in keinem Zusammenhänge stehen.

§ 17.

Die Bieter bleiben vier Wochen an ihre Angebote gebunden. Bei Erteilung des Zuschlags behält sich der Magistrat sowohl die freie Wahl unter den Bietern, als auch das Recht vor, keinem

derselben den Zuschlag zu erteilen, eine neue Verdingung auszuschreiben oder die Arbeiten anderweit freihändig zu vergeben. Der Zuschlag erfolgt nur an solche Bieter, welche sich durch Namensunterschrift den besonderen und den allgemeinen Bedingungen unterwerfen oder dieselben in ihrem Angebote anerkennen.

§ 18.

Die Angebote sind versiegelt und mit entsprechender Aufschrift versehen porto- und bestellgeldfrei bis zum 6. Januar 1904, Mittag 12 Uhr an die Magistratsregistratur I einzusenden. An Proben sind porto- und bestellfrei einzureichen:

1.    Eine Bruchsteinprobe (unbehauen)

2.    Eine Werksteinprobe (behauen)

3.    Eine Zementprobe

4.    Eine Traßprobe (1 Liter)

5.    Eine Sandprobe.

Es entstammt

der Bruchstein...............................

der Werkstein...............................

der Zement....................................

der Traß.......................................

der Sand........................................

Der Zuschlag erfolgt innerhalb 3 Wochen.

Nordhausen, den 1. Dezember 1903.

Literatur.

Über Untersuchungen von Mörtel für Talsperrenmauerwerk siehe Mitteilungen aus den Kgl. technischen Versuchsanstalten zu Charlottenburg 1894 Heft 4; 1900 Heft 4; 1901 Heft 1.

Mattem, Über die Verwendungsfähigkeit von Traßmörtel im Mauerwerk von Talsperren. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1903, S. 89. Zeitschrift f. Bauwesen 1904, S. 315 u. 515.

Bachmann, Über Traßmörtel. Zentralbl. d. Bauverw. 1903, S. 349.

Neuere Untersuchungen über Traß-, Kalk-, Zementmörtel usw. und ihre Festigkeit. Zentralbl. d. Bauverwalt. 1907, S. 344. Deutsche Bauzeit. Mitteil, über Eisenbeton vom 25. 5. 12. Zeitsch. f. Bauw. 1913, S. 335. Brabandt, Über den Einfluß der Wassermenge auf die Druckfestigkeit von Zementmörtel und Zementbeton Zentralbl. d. Bauverwaltung 1907, S. 206.

Vergleichung verschiedener Mörtelarten. Rigaer Industriezeitung 1907, S. 180.

Traß und seine praktische Verwendung im Baugewerbe. Baumaterialienkunde 1907, S. 297. Zeitschr. des Vereins deutscher Ing. 1909, S. 663. Armierter Beton 1912, S. 72.

Das Löschen von Kalk. Tonindustrie Zeitung 1907, S. 658.

Roh land, Erhärtungsprozeß der hydraulischen Bindemittel. Stahl und Eisen 1907, S. 661.

Michaelis, Der Kalkmörtel. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1908, S. 120. Tonindustriezeitung 1908, S. 738. Schub- und Scherfestigkeit des Betons. Zentralbl. d. Bauverwaltung 1905, S. 238.

Grübler, Versuche über die Schubelastizität und -festigkeit (im Mörtel). Zeitschr. des Vereins deutscher Ing. 1909, S. 449.

Vergleichende Festigkeitsversuche aus Zementmörtel. Zeitschr. des Vereins deutscher Ing. 1907, S. 176. Untersuchung von Mauersteinen. Zentralbl. der Bauverwaltung 1907, S. 230.

Tonindustriezeit. 1909 S. 547.

Die Erhärtung von Kalkmörtel Zentralbl. der Bauverw. 1909 S. 214.

Neuere Untersuchungen über Traß. Armierter Beton 1909, S. 243. Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 1909, S. 663.

Vergl. ferner die Schriften von A. Hambloch, Der Traß, Berlin 1909. u. a. m.

Über Traß, Traßzement u. Kalkmörtel (Versuche im Laboratorium der Techn. Hochschule in Wien) Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1909 S. 426.

Zur Frage des Traßmörtels (Erfahrungen und Versuchsergebnisse bei den österreichischen Talsperrenbauten).

Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1910, S. 476.

Kiepenheuer, Wasserkalk, Bonn 1911.

Haftvermögen der Mörtel, Tonindustriezeitung 1909, S. 342 u. 547. Österr. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1909, S. 65. Über Festigkeitsversuche unter allseitigem Druck. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1911, S. 1749.

Über Festigkeitsuntersuchungen beim Bau der Kensiko Talsperre. Eng. News. 25. 4. 1912.

Über den in Frankreich vielgebrauchten hydraulischen Kalk s. Fiebelkorn, Hydraulischer Kalk u. Zement in Südfrankreich.

Versuche über die Dichtigkeit von Zementmörtel und Traßmörtel gegen Wasser unter Druck Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 318.

Engin. Record 1906, S. 467.

Tonindustrie Zeitung 1907, S. 813.

Baumaterialienkunde 1907, S. 69.

Über Bauen bei Frost Engin. Record 1903, S. 688.

Tiefbau 1905 S. 384.

Bau der Betonsperre im Watanga Fluß. Eng. Rec. 11. Nov. 1911.

Untersuchungen über die Einwirkung des Zusatzes von Ton oder Lehm zum Zementmörtel Zeitschr. f. Bauwesen 1904, S. 319.

Tonindustrie Zeitung 1906, S. 950.

u. a. :

Über den Bau der Crotontalsperre siehe Zentralbl. d. Bauverwaltung 1906, S. 433.

Scientific American 1906, S. 133.

Engin. News 1906, S. 343.

Cross River-Talsperre, Eng. Record 1907, S. 4 u. 281.

Über den Bau der Talsperren bei Assiut und Assuan:

Zeitschr. für Bauwesen 1900, S. 361.

Österreich. Wochenschr. f. d. öff. Baudienst 1906, S. 687.

Zentralbl. d. Bauverwaltung 1909 S. 408.

Staudamm für das Nevada-California-Kraftwerk (Bau mit Seilbahnen): Engin. Record. 1907, S. 133.

Über den Bau des Morena-Dammes in Kalifornien (Drahtseilförderung) s. Amer. Soc. Civ. Eng. Transact. Dez. 1912.

Über den Bau der Katarakt-Talsperre bei Sydney (Australien) siehe:

Engin. News 1906, S. 579.

Engineering 1907, S. 156; 1908, S. 537.

Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 1138.

Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers London 178 Sess. 1908/09 Teil IV. (Ausführliche Beschreibung).

Zentralbl. der Bauverw. 1911, S. 283.

Bau des Roosevelt Dammes. Engin. News 1908, S. 265. Eng. Rec. 31. 12. 1910.

Bau der Gatun-Talsperre (Panama Kanal) Engineer 1908, II, S. 27.

Über den Talsperrenbau bei Mauer (Schlesien) s. Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1906, S. 69.    1908, S. 17.

Tiefbau 1906, S. 320. Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 609. Deutsche Bauzeitung 1913, S. 27.

Über den Bau der Shoshone Talsperre (Beton). Eng. Rec. 23. Juli 1910. Engin. News 9. Dez. 1909 u. 9. Juni 1910. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 571.

Bauzeit.

Über den Bau der Möhnetalsperre Journal für Gasbeleucht, u. Wasservers. 11. Nov. 1911, S. 1107. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1911, S. 1169.

Bau der Arrowrock-Staumauer (Amerika, Beton mit Felsblöcken). Engin. News 6. Juni 1912. Einzelheiten der Bauausführung. Über den Bau der Grümvalder Sperre (Böhmen) s. Allg. Bauztg. 1912, S. 81.

Bau der Ashokan-Sperrmauer (mit Anordnung von Ausdehnungsfugen). Eng. Rec. 19. 10. 12 und Deutsche 1912, S. 762.

Aus den Mitteilungen des kgl. Materialprüfungsamtes zu Groß Lichterfelde-West sind in den letzten Jahren für den vorliegenden Gegenstand folgende Untersuchungen von Bedeutung:

Einfluß des Lagerns angemachten Zementmörtels auf dessen Erhärtungsfähigkeit. 1908, Heft 4. u. 1911, Heft 3. Einfluß des Mischverfahrens auf die Festigkeit von Traßmörtel. 1909, Heft 1.

1910, Heft 2 u. 3.

Prüfung von Traß.

Gesteinsuntersuchungen. 1910. Heft 4.

Versuche mit gefrorenem und wieder aufgetautem Mörtel und Beton. 1910, Heft 5.

Über die Zuverläßigkeit von Festigkeitsversuchen. 1911, Heft 5 u. 6.

Einfluß des Zusatzes kieselsäurereicher Stoffe zu Kalk und dessen Erhärtungsfähigkeit. 1912, Heft 3.

Versuche über den Porendruck des Wassers im Mauerwerk. 1912. Ergänzungsheft 1.

Über die Festigkeit von Beton im Mauerwerk gegenüber der Würfelfestigkeit. 1911, Ergänzungsheft 1, S. 38.

Allgemeine Anleitung für die Prüfung der Baustoffe gibt u. a. :

Der Portlandzement und seine Anwendungen im Bauwesen. Berlin 1912.

Memmler, Materialprüfungswesen I u. II.

Wawrziniok, Handbuch des Materialprüfungswesens. Hinrichsen und Martens, Das Materialprüfungswesen. Kap. VII.

VIII. Der Betrieb der Talsperre.

§ 68. Die Inbetriebsetzung (erste Anstauung). Das Unheil, welches der Bruch einer Talsperre herheiftihren würde, gebietet, wie heim Ban, so auch bei der Inbetriebsetzung der Sperrmauern, Vorsicht anzuwenden. Hier ist mehr als hei andern Bauten eine förmliche Abnahme am Platze, um den Zustand der Mauer daraufhin zu untersuchen, ob alle Bedingungen des Entwurfs und der Baugenehmigung erfüllt sind. Es ist nötig, daß diese Besichtigung vor Beginn der Anstauung erfolgt. Ein Hauptaugenmerk ist bei dieser landespolizeilichen Abnahme auf das gute und betriebssichere Arbeiten der Schieber zu legen, vor allem kommt ihre leichte Bewegbarkeit und ihre Dichtigkeit in Betracht. Weiterhin werden etwaige Sickerungen in den Abmauerungen der Stollen zu beachten sein.

Von Bedeutung ist die Frage, wann mit der Füllung eines fertigen Sammelbeckens begonnen werden kann, da die hohen Kosten einer solchen Anlage auf ihre baldige wirtschaftliche Verwertung hindrängen. Doch muß die Vorsicht, welche gerade bei der ersten Anstauung zu beobachten ist, voreiligem Tun Grenzen ziehen.

um

Nicht ohne Einfluß ist hierbei die Jahreszeit der Fertigstellung der Sperrmauer. Oft wird der Bau im Spätherbst beendet, oder die Restarbeiten ziehen sich gar bis in den Winter hinein. In solchem Falle wird es sehr erwünscht sein, alsbald zu stauen, das wasserreiche Winterhalbjahr und besonders die Frühjahrsschneeschmelze für die Füllung auszunutzen. Man kann dann meist erwarten, im April mit vollem Becken in den wasserarmen Sommer einzutreten. Verzögert sich jedoch die Inbetriebnahme der Talsperre bis in das nächste Frühjahr, so handelt es sich nicht nur um die Hinausschiebung der Nutzbarkeit des Beckens um einige Monate, sondern es geht leicht ein ganzes Jahr verloren. Denn der Sommer bringt wohl nur ganz ausnahmsweise so viel Wasser, um das Becken zu füllen.

zu

Mit dem Aufstauen des Beckens wird im allgemeinen erst begonnen, wenn die Sperrmauer und das Becken in allen Teilen fertiggestellt sind. Aber der Umstand, daß Verzögerungen in der Bauausführung eingetreten sind, und daß es bisweilen in der vorgerückten Herbstzeit mit ihrer schlechten Witterung, den kurzen Tagen und dem Frost nicht gelingt, die Talsperre zu vollenden, hat in einzelnen Fällen dazu geführt, die Anstauung vor Beendigung der Arbeiten zu beginnen. In solchem Falle wird man seine Aufmerksamkeit darauf verwenden, mit den sämtlichen Arbeiten im Grunde und mit dem Einsetzen der Schieber und der anderen Betriebseinrichtungen rechtzeitig fertig werden. Es wird auch in Betracht kommen können, falls im übrigen Traßmörtel für die Mauerung verwendet wird, die oberen Mauerteile in einem schnell erhärtenden Mörtel auszuführen. Allerdings wird man sich klar sein müssen, daß gewisse Erschwernisse für die Bauausführung entstehen, wenn man über einer freien Wasserfläche arbeitet.

aus

Bei den Talsperren von Solingen und Nordhausen war alles darauf eingerichtet, um vor endgültiger Beendigung des Baues mit der teilweisen Aufstauung zu beginnen, da diese Städte ungesäumt der Notlage hinsichtlich ihrer Wasserversorgung befreit werden sollten. In beiden Fällen kam

es jedoch nicht zu dieser letzten Maßnahme. Aber bei dem Bau des Lake Cheesman-Dammes¹), der neuen Croton- und der Möhne-Talsperre hat man von der vorzeitigen Wasseraufspeicherung tatsächlich Gebrauch gemacht. Auch die »preußische Anleitung«²) gestattet eine teilweise Anfüllung des Sammelbeckens, wenn für die unschädliche Abführung des Hochwassers Sorge getragen wird.

Bei der ersten Aufstauung empfiehlt es sich, einen sorgfältigen Beobachtungsdienst an der sich stauenden Talsperre einzurichten. Am 1. und 15. jeden Monats wird der Fortschritt der Füllung, die Messung der Durchsickerungen und die Bewegung der Mauer zu erfolgen haben. Die Ergebnisse sind in Aufzeichnungen niederzulegen. Besonderes Augenmerk ist dabei auf Quellungen aus der Mauerfläche an den seitlichen Berghängen und im Erdreich am luftseitigen Fuß der Mauer zu richten. Mit Recht weist Fecht³) auf die Veränderung der inneren Spannung im Mauerwerk mit zunehmender Anstauung hin. Von einer gewissen Höhe ah — etwa der Hälfte der ganzen Stauhöhe —- beginnen die Verschiebungen der Druck Verhältnisse im Innern der Mauer wesentlich zu werden und eine veränderte Zusammenpressung einzelner Teile der in verschiedenen Zuständen der Erhärtung befindlichen Mörtelmassen zu verursachen. Unter solchen Verhältnissen ist es immer rätlich, die unvermeidlichen Druckveränderungen zum ersten Male langsam eintreten zu lassen, und dies um so mehr, als gleichzeitig mit dem Einstauen des Mauerwerks die Erhärtungsbedingungen des Mörtels in der Mauer sich ändern. Der Wassermörtel im Innern eines solchen Mauerkörpers ist vor dem Anfüllen des Weihers sowohl vom Zutritt der Luft, als vom Zutritt des Wassers abgesperrt, und der Erhärtungsvorgang vollzieht sich unter dem Einfluß der natürlichen Mörtelfeuchtigkeit⁴). Mit dem Einstauen des Weihers tritt nun infolge der Porigkeit des Mörtels und des Steines und infolge der noch unfertigen Anhaftungskraft dieser beiden Baustoffe aneinander Wasser in den Mauerkörper ein. Dasselbe durchdringt ihn langsam und schwitzt an der untern Seite wieder aus. Die Ausschwitzungen sind unter normalen Verhältnissen unmittelbar nach dem Einstauen der Mauer im allgemeinen am stärksten, nehmen dann ab und verschwinden wohl nach einiger Zeit ganz. Diese Vorgänge sind bei der Anfüllung des Alfeldweihers beobachtet worden und rechtfertigen ohne Zweifel den Grundsatz einer langsamen Einstauung solcher Bauwerke. Die Mauer des Alfeldweihers war im Spätherbst 1887 vollendet, und im Winter 1887/88 wurde der Stauweiher angelassen. Man hat im Frühjahr 1888 unter allmählichem xAnlassen des Weihers die Mauer von 13 m bis zu 19 m, d. h. bis zu der Höhe eingestaut, bis zu welcher das Mauerwerk schon im Frühjahre 1887 fertig gewesen war, so daß kein Mauerteil von weniger als einjährigem Bestände unter Wasser gesetzt wurde.

zu

Aus allen diesen Gründen sieht die »preußische Anleitung« mit Recht vor, daß eine erneute Besichtigung des Bauwerkes zu erfolgen hat, sobald das Becken auf % der zulässigen Stauhöhe gefüllt ist. Von dem Befund dieser Besichtigung ist die Genehmigung zur weiteren Anstauung abhängig gemacht. Hierbei sind besonders die Bewegungen des Bauwerkes und seine Dichtigkeit zu beobachten, sowie die Fundamente und anschließenden Talhänge auf die Möglichkeit einer Unterspülung zu untersuchen. Beim Bau der Solinger großen Talsperre wurden die letzten Mauerarbeiten Anfang November 1902 beendet, so daß im Januar des Jahres 1903, nachdem die Erdschüttung an der Wasserseite in fast ununterbrochenem Tag- und Nachtbetrieb ge-

fördert worden war, das Becken staufähig fertig und die Absperrung zu diesem Zeitpunkt in Aussicht genommen betriebsetzung bis gegen das Frühjahr hin. Ende März 1903 wurden die Absperrschieber geschlossen. Ungewöhnlich reiche Niederschläge begünstigten die erste Füllung. In einem Zeiträume von zwei Monaten gelangten bis Ende Mai annähernd 2 Mill. cbm zur Aufspeicherung, und trotz des reichlichen Wasserverbrauchs in der Stadt stieg der Wasserstand im Becken dauernd. Im September füllte sich der Stauweiher voll, und die Kaskade lief am 29. September 1903 zum ersten Male über. Dieses Sammelbecken bietet somit die gewiß ungewöhnliche Erscheinung, daß seine erste Füllung in die Sommerzeit fällt. Abb. 83 auf S. 217 zeigt das Becken mit einer Füllung von etwa 2 Mill. cbm.

Infolge äußerer Umstände verzögerte sich die In-

war.

von

Die Sperrmauer zeigte sich von Anfang an gut dicht. Einige feuchte Stellen, die zuerst an der Luftseite erschienen, verloren sich späterhin. Wenn etwa unter dem hohen Druck bis zu 43 m ein geringes, äußerlich nicht erkennbares Durchschwitzen Wasser stattfindet, so geschieht dies demnach in so geringem Maße, daß die Verdunstung auf der Mauerfläche den Gehalt an austretender Feuchtigkeit Uberwiegt. Den gleichen Anblick der Trockenheit bot die Mauer auch in der Frostzeit des ersten Winters 1903/04, den sie unter vollem Wasserdruck zu bestehen hatte. Das gestaute Wasser hatte dank der ausgiebigen Ausräumung der organischen Stoffe aus dem Talbecken von Anbeginn eine klare Farbe, so daß der unmittelbaren Nutzbarkeit dieser ersten Anstauung nichts entgegen gestanden hätte.

Beim Solinger Staudamm waren Anfang Mai 1901 sämtliche Arbeiten beendet. Der ungewöhnlich trockne Sommer 1901 ermöglichte die Stauung des Beckens nicht, da der natürliche Zufluß der Bäche in dieser Zeit für die Wasserversorgung der Stadt Solingen unmittelbar benutzt wurde. Dies war für den Damm insofern sehr günstig, als derselbe hinreichende Zeit fand zum Festwerden in sich. Als aber Mitte September stärkere Niederschläge eintraten, wurde mit der Füllung begonnen. Das Wasser zeigte anfangs eine grünliche Farbe, die sich jedoch später verlor. Am 7. Oktober 1901 lief die Kaskade zum ersten Male über. Das gefüllte Becken im Eisstand des Winters zeigt Abb. 182 auf S. 321. Den Zustand bei Beginn der Anstauung der Glörtalsperre zeigt Abb. 76 auf S. 206.

§ 69. Die Betriebsführung. Die Organisation des Betriebes. Die Talsperren sind meist im Eigentum größerer Verbände. Im allgemeinen wird sich daher die Verwaltung in eine Zentralstelle und in die örtliche Handhabung des Dienstes gliedern. Die Zentralverwaltung wird dabei vertreten durch eine Behörde, den Genossenschaftsvorsteher als oberen Leiter des Unternehmens usw. Die Arbeiten der Zentralverwaltung bestehen im wesentlichen in der Aufstellung des Etats, des Wasserwirtschaftsplanes für die Abgabe des Wassers aus dem Sammelbecken, der Listenführung Uber die Genossen und ihre Triebwerke, der Aufrechnung der Betriebskosten, der Berechnung der Beiträge und Einnahmen, der Aufstellung der Kostenanschläge für die Unterhaltung der Talsperren usw. In der Zentralstelle liegt der wirtschaftliche Schwerpunkt, und ihrem Geschick ist es Vorbehalten, das Gleichgewicht zwischen Einnahmen und Ausgaben herzustellen und bei einem nach privatwirtschaftlichen Gesichtspunkten verwalteten Unternehmen einen möglichst hohen Reinertrag zu erzielen.

Staatliche Aufsicht. Wie während des Baues und während der Betriebs-eröffnnng, so findet bei den preußischen Talsperren auch im späteren Betriebe eine dauernde Aufsicht statt. Die oben (§ 68) erwähnten Untersuchungen sind im Betriebe fortlaufend, anfänglich wenigstens einmal im Jahre, später in größeren Zeitabschnitten von einem staatlichen Baubeamten vorzunehmen. Dabei soll die Sicherheit des Stauwerkes und die zuverlässige Wirkung aller Sicherheitsvorkehrungen und Entlastungseinrichtungen

35

Handbuch der Ing.-Wissensch. IIŁ 2. 2. Abt. 4. Aufl.

geprüft, aber auch festgestellt werden, ob die Handhabung des Betriebes öffentliche Interessen gefährdet. Das Augenmerk ist ferner auf wichtige Verändernngen im Niederschlagsgebiet zu richten, namentlich auf solche, dnrch die die abzuführende Hochwassermenge gesteigert oder die Reinhaltung des Wassers im Niederschlagsgebiet oder im Becken ungünstig beeinflußt werden könnte. Letzteres ist von Bedeutung für die Talsperren, die der Trinkwasserversorgung dienen. Durch chemische Untersuchungen sind weiterhin die Mengen der im Wasser vor und hinter der Sperre gelösten Stoffe mittein, um die etwaige Einwirkung des gestauten Wassers auf den Untergrund und das Mauer werk der Talsperre erkennen zu können.

zu er-

Örtliche Handhabung des Betriebes (Der Dienst an der Sperrmauer). Der Bedarf an Personal für den Betrieb der Sperrmauern ist gering, da die Handhabung einfach ist. Vielfach genügt ein Wärter. Die Tätigkeit des Wärters ist eine doppelte. Ihm liegt sowohl der Sicherheits- als der wasserwirtschaftliche Dienst ob. In erster Hinsicht ist er ein Glied der staatlichen Aufsicht, und wird als solcher bis zu einem gewissen Grade mit polizeilichen Befugnissen ausgestattet. Für den wasserwirtschaftlichen Dienst untersteht er der Hauptleitung des Talsperrenunternehmens. Die Dienstobliegenheiten des Stau Wärters, soweit es sich um die Sicherheit des innern Betriebes handelt, sind meist durch eine besondere Dienstanweisung geregelt, wofür das »Muster« im Anhang der »preußischen Anleitung« einen Anhalt bietet (s. S. 193). Seine Tätigkeit bei der Erledigung des wasserwirtschaftlichen Betriebes des Sammelbeckens wird Sache besonderer Regelung für den Einzelfall nach Maßgabe des Wasserwirtschaftsplanes sein müssen.

Es wird an dieser Stelle interessieren, aus einer Dienstanweisung die Art des Talsperrenbetriebes, soweit der Sicherheitsdienst in Betracht kommt, an einem Beispiel aus der Praxis kennen zu lernen.

Anweisung betreffend die dauernde Beaufsichtigung der Stauweiheranlage im Sengbachtale bei Solingen.

Zum Zweck fortwährender Beaufsichtigung der zum Solinger Wasserwerk gehörenden Stauweiheranlage wird folgendes bestimmt:

¹

   Zentralblatt d. Bauverwaltung 1905, S. 217.

²

   s. S. 189.

³

³)    Zeitschr. f. Bauwesen 1889.

⁴

t) Zentralbl. d. Bauverwaltung 1903, S. 89.

I.

Die Stauweiheranlage ist täglich vom Maschinenmeister der Pumpstation bzw. dem ihm unterstellten Talsperrenwärter oder dessen Stellvertreter zu besichtigen. Die dabei gemachten Beobachtungen hat derselbe sofort, spätestens aber an demselben Tage) unter genauer Zeitangabe in ein im Bureau der Pumpstation ausliegendes Stauweiher-Tagebuch einzutragen. Die Beobachtungen haben sich vor allem auf folgende Punkte zu erstrecken:

1.    Wasserstandshöhe nach dem im Stauweiher angebrachten Pegel.

Überlauf und Menge des übergelaufenen Wassers.

am

2.    Überfallhöhe

3.    Verdunstete Wassermengen im Stauweiher.

4.    Fördermenge zur Versorgung der Stadt Solingen.

5.    Wassermenge für den Betrieb der Hochdruckturbinen.

6.    Witterung.

7.    Eegenhöhe und Eegendauer.

8.    Wärme der Luft — maximal und minimal — und Wärme des Wassers nach Celsius,

letztere an der Oberfläche und 2 m unter der Oberfläche gemessen.

9.    Menge des Sickerwassers nach Litern in einer Minute.

a)    der abgefangenen und in den Stollen mündenden drei Quellen,

b)    aus den in den Stollen mündenden Drainageröhren,

c)    aus sonstigen Stellen der Mauer,

d)    aus etwaigen Felsspalten usw.

10.    Zustand des Mauerwerks und Ablesungen an den Visiervorrichtungen, die allwöchentlich vorzunehmen sind.

11.    Zustand des Überlaufes und der Rohre (ob Verstopfungen oder Undichtigkeiten entstanden sind).

12.    Sonstige außergewöhnliche Vorkommnisse, Verunreinigungen, Dammbrüche und Beschädigungen an den Zu- und Ableitungsgräben.

13.    Etwaige notwendige Arbeiten und Einrichtungen.

II.

Der Maschinenmeister hat täglich, oder wöchentlich für alle Tage der verflossenen Woche, einen mit dem Stauhweihertagebuche genau übereinstimmenden Bericht dem Direktor des Wasserwerks einzusenden. Außerordentliche Vorkommnisse und dringende Maßnahmen sind vorbehaltlich der Eintragung in das Tagebuch sofort telegraphisch oder sonstwie schleunigst dem Direktor zu melden.

III.

Der Direktor des städtischen Wasserwerks hat das Tagebuch nach Eingang regelmäßig, die Stauweiheranlage, sofern außergewöhnliche Meldungen des Maschinenmeisters eingehen, oder bei sonstigen außergewöhnlichen Vorkommnissen sofort, im übrigen im Sinne der Nr. I regelmäßig monatlich einmal zu prüfen, über den Befund und die etwa erforderlich gewordenen Anordnungen und Arbeiten Buch zu führen, und dem Oberbürgermeister in dringenden Fällen sofort Bericht zu erstatten.

Die städtische Wasserwerkskommission hat in Gemeinschaft mit dem zuständigen Königlichen Lokalbaubeamten (Kgl. Wasserbauinspektor II zu Düsseldorf), und zwar durch wenigstens drei ihrer Mitglieder jährlich zweimal die Stauweiheranlage, davon einmal nach Entleerung des Staubeckens, bzw. zur Zeit des niedrigsten Wasserstandes, in allen Teilen zu besichtigen, hierüber eine Verhandlung aufzunehmen und dem Oberbürgermeister vorzulegen.

IV.

Die für die gewöhnliche Unterhaltung des Stauweihers erforderlichen Arbeiten hat der Direktor des städtischen Wasserwerks vorzuschlagen. Für die etatsmäßige Festsetzung dieser Arbeiten hat die städtische Verwaltung und für die rechtzeitige ordnungsmäßige Ausführung der Oberbürgermeister

zu sorgen.

Von einer gänzlichen Entleerung des Beckens außerhalb der Fischschonzeit ist den zuständigen Königlichen Lokalbaubeamten und dem Regierungspräsidenten jedesmal rechtzeitig, nötigenfalls telegraphisch Kenntnis zu geben.

V.

Bei außergewöhnlichen Vorkommnissen an dem Stauweiher (Verstopfen der Rohre, des Überlaufes usw.) ist der Direktor des Wasserwerks verpflichtet, unter sofortiger Meldung an den Oberbürgermeister und unter Benachrichtigung des zuständigen Königlichen Lokalbaubeamten, die je nach den Umständen ebenfalls sofort erfolgen muß, die zur Herstellung des vorschriftsmäßigen Zustandes geeigneten Maßregeln unter eigener Verantwortung ungesäumt zu treffen.

VI.

Bei außergewöhnlichen Vorkommnissen, die eine unmittelbare Gefahr in sich schließen (Verstopfen des Überlaufs, größere Beschädigungen am Mauerwerk usw.) ist außerdem auch der Maschinenmeister verpflichtet, die nach der Sachlage zur Sicherung der Anlage und des Betriebes geeigneten Mittel unmittelbar und selbständig zur Anwendung zu bringen. Der Direktor des Wasserwerks hat ihm ein für allemal die dazu nötigen Anweisungen zu geben, Arbeits- und Hilfsmittel an Ort und Stelle zur Verfügung zu stellen und für die ordnungsmäßige Unterhaltung derselben zu sorgen. Die Benachrichtigung des Oberbürgermeisters, der zuständigen Ortspolizeibehörde, des zuständigen Lokaibaubeamten, des zuständigen Landrats, der unterhalb belegenen Betriebe und des Königlichen Regierungspräsidenten hat im Falle letztgedachter Art unter allen Umständen sofort und auf dem kürzesten Wege zu erfolgen.

Der Landrat und der Lokalbaubeamte haben sich bei derartigen Meldungen als Kommissare des Regierungspräsidenten unverzüglich zum Stauweiher zu begeben und die von dem Maschinenmeister oder dem Direktor des Wasserwerks und der Ortspolizeibehörde getroffenen Maßnahmen erforderlichenfalls zu ergänzen und abzuändern. Dem Königlichen Regierungspräsidenten ist gleich nach der Besichtigung seitens der Kommission gemeinschaftlich mit dem Oberbürgermeister im Falle unter Zuziehung der übrigen Beamten Bericht zu erstatten.

Am Ende jeden Betriebsjahres ist vom Oberbürgermeister an den Königlichen Regierungspräsidenten ein etwa in folgende Gegenstände zu gliedernder Bericht aufzustellen und beglaubigte Abschrift der unter Nr. III genannten Verhandlung beizufügen:

1.    Witterungsverhältnisse im allgemeinen, auch im Vergleich zum Vorjahre, Niederschläge. Regenhöhen, Verdunstungsmengen und Zuflußmengen.

Ungewöhnliche Niederschlagsmengen und Zuflußmengen, Ablaufmengen am Überlauf, Temperatur nach Celsius, usw. usw. Angaben.

2.    Betrieb. Bewegung des Wassers im Staubecken. Wasserabgabe nach ihren verschiedenen Zwecken geteilt. Prozentsatz der durch das Sammelbecken nutzbar gemachten Mengen.

3.    Baulicher Zustand. Äußerliche Beschaffenheit und Befund. Stattgehabte Untersuchungen an den Visiervorrichtungen. (Diese Aufnahmen sind durch eine Skizze der mit Nummern zu versehenden Aufnahmepunkte zu erläutern). Unterhaltungsarbeiten, Sickerwassermengen. Außergewöhnliche Vorkommnisse.

4.    Ergebnisse von chemischen und bakteriologischen Untersuchungen unter Angabe von Zeit und Ort der Wasserentnahme. (Oberfläche, Sohle, Rohrnetz, Bacheinläufe.) Name und Wohnort des Untersuchenden.

Dieser Bericht ist spätestens vier Wochen nach Ablauf des Betriebsjahres einzureichen. Düsseldorf, den 2. November 1903.

Der Regierungspräsident.

Die Buchführung- im Talsperrenbetriebe. Für den Betrieb der preußischen Stauweiher ist die Anlegung eines Sammelbeckenbuches vorgeschrieben. Dieses Buch soll die Genehmigungsurkunde, die nach der Ausführung angefertigten Bestandszeichnungen, die Standsicherheitsberechnung, Aufzeichnungen über die Bauausführung und fortlaufende Nachtragungen über den Betrieb und besondere Vorkommnisse im Betriebe enthalten. Es ist dies eine wichtige und vorteilhafte Einrichtung, um alles Bemerkenswerte über das Bauwerk einheitlich zusammenzufassen und für spätere Zeit aufzubewahren, sei es als geschichtliche Mitteilungen, sei es als Unterlage für wissenschaftliche Forschungen oder im gegebenen Falle als bedeutsamer urkundlicher Nachweis. Im einzelnen gibt über die Fassung und Einzelheiten dieses Buches die in § 16 mitgeteilte »Anleitung« unter Absatz G Aufschluß.

zum

Bauwerke, die nur einen geringen Tilgungssatz ihrer Anlagekosten beanspruchen.

Besondere Vorrichtungen für die Ausführung der baulichen Unterhaltungsarbeiten werden meist nicht getroffen. Zu erwähnen ist jedoch die Assuan-Sperre. Hier ist für Ausbesserungsarbeiten eine Taucherglocke vorhanden. Auf der Mauer befindet sich außerdem ein fahrbarer Dampfkran von

Heben und Senken der Ausrüstungsstücke. Auf dem Kran-

§ 70. Die Unterhaltung der Sperrmauern (vergl. auch § 69). Die Unterhaltung der Talsperren ist eine einfache. Die Arbeiten beschränken sich in der Regel auf geringfügige Nacharbeiten am Putz der Außenflächen, Anstrich der Geländer, Ausbesserung der Wege usw. Bei nicht sorgfältiger Wahl des Materials und der Bauweise der Schieber oder sonstiger Betriebseinrichtungen können allerdings durch Auswechseln abgängiger Stücke nicht unwesentliche Kosten entstehen. Über Ergänzungsarbeiten in den Stollen der Talsperre von Marklissa ist auf Seite 407 berichtet worden. Aber das sind Ausnahmefälle. Der Umstand, daß sich das Mauerwerk der spanischen Talsperren Teil durch Jahrhunderte unversehrt erhalten hat, beweist die Dauerhaftigkeit dieser

zum

20 t Tragkraft (s. Abb. 226 auf S. 372) gestell sind ein Luftkompressor zum Betriebe von Nietmaschinen und eine elektrische Beleuchtungsanlage untergebracht. Für leichtere Arbeiten steht ein Handkran von 11 Tragkraft und 11 in Ausladung zur Verfügung¹). An der Talsperre von Marklissa sind Fahrstühle vorhanden, die es ermöglichen, in die einzelnen Schächte des Schutzmantels an der Wasserseite (s. Abb. 75 auf S. 205) hinabzufahren und den Verputz zu besichtigen und auszubessern.

Die Bildung- von größeren Schlammablagerungen ist bei deutschen Sammelbecken nicht zu befürchten, jedoch kann es in Frage kommen, den Boden des Staubeckens beim Ablassen des Weihers oder bei niedrigen Wasserständen von faulen oder sonstigen schädlichen Stoffen so weit zu reinigen, daß Gefahren für die Umgebung des Weihers und bei Trinkwasserbecken für die Wasserversorgung vermieden werden. Besondere Vorrichtungen zur Entschlammung der Staubecken mit Ausnahme eines in der Höhe der ursprünglichen Bachsohle in die Mauer verlegten Entleerungsrohres sind an den rheinischwestfälischen, schlesischen und andern deutschen Talsperren nicht vorhanden. Über einige Erfahrungen im Talsperrenbetriebe siehe die Erörterungen Lieekfeldts im Zentralbl. d. Bauverw. 1908, S. 261. Über den Betrieb der Harztalsperren s. S. 25. Über die Kosten der Unterhaltung sind in § 85 einige Mitteilungen gemacht.

Die Beseitigung der Schlaimnassen geschieht, wo dies erforderlich ist, am einfachsten durch Spülung. Bei dem Staubecken von Alicante in Spanien ist dies alle 4 bis 6 Jahre notwendig, nachdem sich eine etwa 16 m hohe Schlickschicht gebildet hat. Die Mündung des Entleerungskanals an der Wasserseite, die durch doppelte Holzwände verschlossen ist, liegt dann völlig unter dem Schlamm und dieser ist bereits so fest geworden, das man die Holzwände von der Landseite aus ohne Gefahr beseitigen kann. Das Wasser wird vorher bis auf eine Tiefe von 3 bis 4 m über der Ablagerung abgelassen und nach Entfernung des Verschlusses treibt man vor der Einmündung kleine Öffnungen mit Stangen von oben durch den Schlamm. Dadurch entsteht alsbald eine so kräftige Spülung, daß die Schlickmassen vollständig fortgerissen werden.

Einige Mitteilungen hierüber s. auch Bellet, Barrages en Maçonnerie S. 280.

§ 71. Einzelaufgaben des Betriebes. Es ist wesentlich, das elastische Verhalten der Sperrmauern unter dem Einfluß des Wasserdrucks des Beckens und der Wärmeänderung-en kennen zu lernen. Diese Beobachtungen haben nicht nur ein praktisches Interesse für die Standsicherheit des Bauwerks; es bieten die Ergebnisse der Messungen auch die Unterlagen zu wissenschaftlichen Untersuchungen über die Elastizitätsund Ausdehnungskoeffizienten des in der Talsperre verwandten Mauerwerks. Es sollte die Gelegenheit, diese Ermittlungen an den Talsperren mit einem geringen Aufwande an Mühe und Kosten vorzunehmen, nicht verabsäumt werden. Für den wasserwirtschaftlichen Betrieb und gegebenenfalls zur Beurteilung der statischen Verhältnisse in der Mauer ist es weiterhin von Bedeutung, die Sickerverluste, die durch ihre Undichtigkeit entstehen, festzustellen. Es möge die Art dieser Messungen an den Einrichtungen der Solinger Talsperren erläutert werden.

Wärmemessungen. Wärmemessungen wurden an der Solinger Talsperre im Innern der Mauer ausgeführt. Dies geschah in drei 50 mm weiten, dem Entwässerungsnetz der Mauer angehörenden Rohren, die um 1,50 m hinter der wasserseitigen Außenfläche liegen und bis zur Fahrbahn hochgeführt sind. In diesen Rohren wurde das Thermometer an einem dünnen Draht bis zur gewünschten Tiefe hinabgelassen und heraufgezogen, nachdem es darin genügend lange gehangen hatte, um die Mauerwärme anzunehmen. Bei der Talsperre in Marklissa können die Schwankungen in noch vollkommenerer Weise in den im Mauerwerk vorhandenen Stollengängen (s. S. 210) verfolgt werden.

Aus der nachstehend mitgeteilten Tabelle ist ersichtlich, daß das Mauerinnere weit geringeren Schwankungen unterworfen ist, wie die Außenluft. Die Wärme hat im Innern des unteren Mauerteiles im Jahre 1903 nur um etwa 4—5° C. geschwankt, während in gleicher Zeit der Wechsel in der Luft im Monatmittel bis fast 20° betragen hat. Gegen die Mauerkrone hin sind diese Wärmeschwankungen in der Mauer allerdings stärker und betragen etwa 6°. Die Einwirkungen des äußeren starken Wärmewechsels auf das Mauerwerk kommen also im wesentlichen nur an den Außenflächen zur

Geltung. Dieser Umstand ist von Bedeutung für den Bestand der im vollen Mauerwerk hergestellten Talsperren gegenüber solchen Sperrmauern, deren Querschnitt in einzelne Pfeiler und Bögen aufgelöst ist.

Tab. 72. Wärmemessungen im Mauerwerk der großen Solinger Talsperre.

Grade in C.

Zeit

Luft-

wärme

Wasserwärme an der Oberfläche

Wärme in der Mauer

5 m tief 15 m tief 25 m tief 35 m tief

1903

Januar . . Februar . März . . .

April. .

Mai

+ 2,5 + 5,0 + 6,2 + 7,0

CD <X> O (M *cT >-cT cd' co

+ 5,6 + 6,2 + 6,2 + 7,6

o irq co

CD*' D-' t> OCT

Juni . . . Juli . . . August. . September Oktober .

+ 21,0    + 16,7

+ 20,7 I +18,8 + 19,5 ! +17,2 + 18,2 ! +16,5 + 12,6    +13,5

+ 10,5 + 12,6 + 13,9 - i +14,3 + 12,3 j +12,7

+ 8,7 + 9,4 + 9,5 + 10,1 + 9,6

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4^ "OS 'CO + +

Bemerkungen. Die Zahlen geben das Mittel aus 3 bis 5 Beobachtungen im Monat bei Tages- oder Nachtmessung. — Die Stauung des Beckens hatte Ende März 1913 begonnen.

Bewegungsmessungen. Die für die Beobachtung der Bewegungen der Mauerkronen unter dem wechselnden Einfluß der Wärme, Sonnenbescheinung und des Wasser-

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Zielpfeiler.

A — Visier-Instrument. B —Festes Ziel.

— Bewegliche Ziele.

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Zielvorrichtung zur Beobachtung der Durchbiegungen der Mauerkrone der Talsperre.

Abb. 322.

drucks der gestauten Becken für beide Solinger Talsperren gemeinsame Meßvorrichtung hat folgende Teile (Abb. 72 auf S. 202 u. Abb. 322): 1. Die unverrückbar festen Punkte außerhalb der Mauern, welche durch massive Pfeilerbauten auf sicherem Untergründe geschaffen wurden, und die Pfeiler, welche auf den Mauern selbst stehen. 2. Ein

Nivellierinstrument mit Fernrohr von 40facher Vergrößerung und 43,5 cm Brennweite. Das Fernrohr ist mit einer Kippschraube versehen, die seine lotrechte Auf- und Abwärtsbewegung innerhalb enger Grenzen gestattet. Beim Messen findet dieses Instrument auf einem der festen Landpfeiler Platz. 3. Eine feste Zieltafel; sie steht auf dem zweiten Landpfeiler. 4. Eine verstellbare Zieltafel. Diese wird auf den kleinen Pfeilern auf der Mauerkrone aufgestellt. Auf dem Betonkern des Staudammes ist nur ein Pfeiler aufgebaut; an der großen Sperrmauer sind jedoch zwei Geländersteine entsprechend ausgearbeitet. Die Mittelpfeiler sind um etwa die Höhe der Zieltafel niedriger gehalten, um durch Heben und Senken des Fernrohres mittels der Kippschraube von einer Aufstellung aus, ohne die mittlere Zieltafel zu entfernen, die Ablesungen zu gewinnen¹).

Durch die Landpfeiler ist eine Richtungslinie AB dauernd festgelegt (Abb. 322). Veränderungen in der Lage der Mittelpfeiler und damit die Bewegungen der Mauer kann man an der verstellbaren Zieltafel verfolgen, die von einem Pfeiler auf den andern auswechselbar ist. Vorzüglich genaue Arbeit der Instrumente ist die Vorbedingung für ihre Brauchbarkeit, da die zu messenden Bewegungen sehr klein sind. Ist diese, sowie ein klares Lichtfeld im Fernrohr vorhanden, so kann die beschriebene Messeinrichtung für ihren Zweck als sehr geeignet bezeichnet werden. Die Ablesungen erreichen die Genauigkeit von etwa halben Millimetern.

Es ist wünschenswert, daß die Einrichtungen für die Messung der Bewegungen rechtzeitig getroffen werden, damit man die ersten Messungen machen kann, bevor mit der Anstauung begonnen wird. Dann kann man den bemerkenswerten Einfluß der ersten Anstauung erkennen.

Tab. 73. Ergebnisse der Messungen der Bewegung der Mauerkrone an der großen Solinger Talsperre in den Jahren 1903/04.

Bemerkungen: Die Grundstellung ist derjenige Stand, welchen die Sperrmauer im Januar 1903 vor Beginn der Anstauung inne hatte. —

Zeit der Messung

Wärme

Stau-

des

der

Luft

Monat Jahr

Wassers an der Oberfläche

höhe

über

NN.

Stau

inhalt

Linker

Geländerpfeiler

Rechter

Geländerpfeiler

Stand der Mauer gegen die Grundstellung

"C

“C.

Mill.

cbm

zu Tal zu Berg zu Tal zu Berg mm

mm

mm

mm

Januar

Februar

1. April

21. April

Mai

Juni

Juli

August

Septbr.

Oktober

Dezbr.

Januar

18. Febr.

16. März

13. April

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1903

1904

1904

1904

1904

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Ci OS OS © CR j3 jo jo jo jo CO OOOCrOOOCrOCrOO

+116,0 +118,0 +132,0 + 141,0 + 141,0 + 140,0 + 143,0 +145,6 + 147,0 + 147,0 +146,5 +147,0 + 147,0 + 147,0

0,8

Grundstellung

Grundstellung

2,0

1,5

1,8 5,0 1,8 3,0 1,7 2,5 2,2 3,0

2,7

6,5

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CrCrCrOO<©OCrOCROOCrO

Die Messungen an der großen Solinger Talsperre (Tab. 73). Bemerkenswert ist, daß sie vor Beginn der Einstauung des Beckens ihren Anfang genommen haben, so daß die späteren Einflüsse des Betriebes genau erkennbar sind. Beide nächst den Entnahmetürmen belegenen Geländepfeiler, deren Lage aus Abb. 72 auf S. 202 ersichtlich ist, zeigen zuerst unter dem Wasserdruck des sich füllenden Beckens eine Bewegung talwärts. Während der Monate Juli und August ist dann eine leichte Neigung aufwärts zu bemerken. Von Ende August vollzieht sich dann bei zunehmender Vollfüllung des Beckens eine dauernde Talwärtsbewegung, die im Winter 1903/04 bis zu 15 bzw. 15,5 mm gegen die Grundstellung beträgt. Das Sammelbecken war von anfang Oktober über den ganzen Winter mit einer verschwindenden Absenkung im Januar vollgefüllt. Die in dieser Zeit beobachtete Bewegung ist daher nur der abnehmenden Wärme gegen den Winter hin zuzuschreiben. Gegen das Frühjahr 1904 ist eine leichte Neigung bergwärts zu bemerken. Die Zahlen geben im allgemeinen das monatliche Mittel aus zwei bis fünf Beobachtungen an. Der Überfall lief von Oktober 1903 ab zeitweise bis 15 cm Strahldicke über.

Tab. 74. 1. Ergebnisse der Messungen der Bewegung des Betonkerns im Staudamm des Solinger Yorbeckens in den Jahren 1901/4. Bemerkungen. Die Grundstellung ist derjenige Stand des Betonkerns, welchen derselbe im September 1901 vor Vollfüllung inne hatte. — Die Kaskade lief in der ganzen Beobachtungszeit mit kleinen Unterbrechungen, zeitweise bis 30 cm Strahldicke, über.

Zeit der Messung

der

Luft

Wärme

des

Monat Jahr

Wassers an der Oberfläche

°C

°C

Stau

höhe

über

NN.

Stau

inhalt

cbm

Stand des Betonkerns gegen die Grundstellung

zu Berg mm

zu Tal

mm

Sept. 1901

+ 20 + 12

+ 16

+ 21

+ 11

+ 10

+ 18

+ 20 + 19

CO

+ 14

+ 20

+ 11

+ 12

+ 20

+ 11

+ 23

+ 17

+ 16

+ 146    —

+ 148    100000

+ 148    100000

+ 148    100000

+ 148    100000

+ 148 +148    100 000

+ 148 + 148 +148    100 000

+148    100 000

+ 148    100000

+ 148    100000

+148    100 000

+ 148 I 100000

100000

100000 100 000

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Die oben in Tab. 74 mitgeteilten Ergebnisse der Beobachtungen am Staudamm des \or-beckens lassen eine Regelmäßigkeit der Bewegung über Winter und Sommer erkennen. Im Zeitpunkt, als die Grundstellung des Betonkerns festgelegt wurde (September 1901), hatte der Beton und das ihn umgebende Erdreich etwa die Temperatur wie bei der Herstellung des Dammes, d. h. eine mittlere Sommerwärme. Gegen diese Grundstellung neigte sich die Mauer zunächst wohl ein wenig unter dem Druck des sich stauenden Beckens und dann hauptsächlich infolge der Abkühlung im Winter 1901/02 um 7 mm zu Tal, um sich dann im darauffolgenden Sommer wiederum bis fast an die Ursprungsstellung bergwärts zu heben. Der Winter 1902/03 brachte abermals bis zu 6,5 mm Talwärtsbewegung, und der Sommer 1903 führte den Betonkern auf seine Grundstellung zurück. Der Winter 1903/04 zeigte wiederum eine allerdings nicht so starke Talwärtsbewegung. In letzterem Winter, und zwar Ende September 1903 ab, lag der Damm auf beiden Seiten fast bis zu seiner Krone im Wasser, und es dürfte sich aus den dadurch veränderten Druckverhältnissen und vielleicht auch anderen Wärmezuständen im Damminneren die geringere Durchbiegung erklären. Die Bewegungen von 1901 bis 1903 fanden bei stets gleichem Wasserdruck statt; das Becken war seit Herbst 1901 ständig gefüllt und die Kaskade lief meist über. Die Bewegungen sind also lediglich eine Folge der wechselnden Wärme.

Über die Berechnung des Beiwertes (Koeffizienten) für die Wärmeausdehnung von Bruchsteinmauerwerk und Beton aus diesen Beobachtungen und das dabei vom Verfasser angewandte Verfahren s. Zeitschrift f. Bauwesen 1904, S. 665. Der Wert für Bruchsteinmauerwerk ergab sich zu 0,0000078, für Beton zu 0,00001228 für 1° C.

In der Tabelle 75 sind die Bewegungen der Sperrmauer in den späteren Betriebsjahren 1906/12 verzeichnet. Man ersieht daraus, daß die größte Bewegung von 13 mm in dem sehr heißen Jahre 1911/12 eingetreten ist. Immerhin sind die elastischen Durchbiegungen, wie sie bei der ersten Vollfüllung im Betriebsjahre 1903/04 auftraten, nicht wieder erreicht worden.

Tab. 75. Größte elastische Bewegungen der Mauerkrone der Solinger Talsperre in

den Jahren 1906/12.

Wärme

des

Jahr

Monat

Tag

der

Luft

Wassers 1 m unter der

Oberfläche

Stau

höhe

über

NN.

Rechter

Geländerpfeiler Geländerpfeiler

Linier

Größte Bewegung im Jahr

Stand der Mauer gegen die Grundstellung

•C

°C

zu Tal | zu Berg zu Tal j zu Berg mm

linker

Pfeiler

rechter

Pfeiler

mm

mm

mm

mm

mm

1906/07

1907/08

8. X.

1908/09

1909/10

1910/11

3. IY.

6.    XI.

7.    III. 3. VIII.

3. III. 30. IX. 16. III. VIII.

III.

1911/12

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10

10

6,5

8,5

13

Nach den Beobachtungen, die F echt seit Jahren an den Talsperren der Vogesen gemacht hat, ist der Einfluß des Wassers auf die Durchbiegung der Sperrmauern ein viel geringerer als derjenige der Ausdehnung durch Wärme. Es beträgt in jenen hochgelegenen Vogesentälern der Unterschied der Luftemperatur bis 60°. Die Wirkung der Ausdehnung war neben der unmittelbaren Beobachtung auch daran erkennbar, daß nach lang andauernder Kälte an der Luftseite der Mauer Ausschwitzungen eintraten, die in der warmen Witterung im Frühjahre wieder verschwanden. Um diese Bewegung der Mauer günstig zu verringern, ist am Lauchenseeweiher die talseitige Mauerfläche durch Vorlegen einer Erdschüttung den Temperatureinflüssen nach Möglichkeit entzogen worden (s. Abb. 77 u. 78 auf S. 207 u. 208). Man will wahrgenommen haben, daß dadurch die Wärmeeinflüsse auf etwa Vio vermindert wurden. Ausschwitzungen dieser Art, die sich bei Frost in Form von mehr oder minder großen Eiszapfen an der Außenfläche (Luftseite) ansetzen, hat der Verfasser wiederholt bei den Talsperren in Rheinland und Westfalen beobachtet. Man will an der alten Remscheider Talsperre wahrgenommen haben, daß diese undichten Stellen wechselten und in den verschiedenen Wintern immer wieder an anderer Stelle auftraten. Über die Rissebildung vergl. auch S. 273 u. 342, sowie Zentralbl. der Bauverw. 1903, S. 349 u. 1911 S. 290, 362 u. 628.

Die jährlichen Bewegungen der Bever- und Lingesetalsperren betragen nach jahrelangen Messungen bis 12,0 mm, an der Nordhauser Sperrmauer in den verschiedenen Jahren zwischen 3 und 9 mm. Diese Mauern sind, wie die vorerwähnten, bogenförmig gebaut.

Sickermengenmessungen. Diese Messungen sind bei der ersten Anstauung Bedeutung, weil sie einen guten Einblick in den baulichen Zustand der Talsperren und Gefahrstellen in erster Linie aufdecken. Sie treten meßbar im all-

yon

gewähren

gemeinen nur in den Stollen auf und zwar aus den Entwässerungen und Quelleitungen,

die im Mauerinnern eingelegt sind, besonders schwitzt oft die Schildmauer der Abmauerung der Stollen; mitunter aber zeigen sich auch Aufquellungen in ihrer Sohle. Dies Messen geschieht in einfachster Weise durch Auffangen in Gefäßen, die in einer Vertiefung am Ende der Stollen aufgestellt werden. Es kommt auch der Einbau eines kleinen Meßwehres in Betracht. Die Undichtigkeiten an den Berghängen und an der Mauerfläche sind schwer — wenn überhaupt — meßbar. An der Solinger Talsperre zeigten sich solche an der Kaskade des linken Hanges, in Marienheide (Lingese Talsperre) am rechten Berghange infolge zu naher Lage des Steinbruchs. Die Sickerungen fangen hier bei einem bestimmten Wasserstande an. Auch an der alten Remscheider Talsperre sind Quellungen im Gelände unterhalb der Mauer festgestellt worden. Über die nicht unerheblichen Sickerungen in den Berghängen der Mescheder und Gothaer Talsperre wird später (§ 76) näheres mitgeteilt werden. Undichtigkeiten in der ganzen Mauerfläche zeigen die Talsperren der Stadt Barmen (Herbringhausen), die Gileppe, die Ronsdorfer Sperre, die neue Crotonsperre u. a. m. Die Undichtigkeiten pflegen im Laufe der Jahre im allgemeinen nachzulassen, indem sich die Haarrisse zusetzen. Siehe hierüber S. 292 sowie die Mitteilungen des Verfassers im Zentralblatt der Bau Verwaltung 1905, S. 319, ferner in demselben Blatt 1905 S. 569 und 1906 S. 503.

Über die Ergebnisse der Messungen von Sickermengen an Talsperren siehe §' 14 S. 103 u. f. Über die chemische Beschaffenheit dieses Sickerwassers siehe S. 161.

§72. Wasserwirtschaftlicher Betrieb. Betriebsplan. Der wasserwirtschaftliche Betrieb eines Sammelbeckens wird durch den bei den Voruntersuchungen auf der Grundlage des vorhandenen Wasserabflusses und des Stauraumes der Talsperre aufgestellten Wasserwirtschaftsplan gegeben sein. Immerhin wird ein derartiger nach früheren Abflußjahren vorläufig aufgestellter Betriebsplan nur einen allgemeinen Anhalt geben, während der tatsächliche Betrieb mit der Wirklichkeit und allen maßgebenden Forderungen der Interessenten rechnen muß. In Preußen muß dieser Betriebsplan von der Aufsichtsbehörde festgestellt werden und in seiner Anwendung durch den zuständigen Beamten fortlaufend verfolgt werden, wobei die Interessen des Unternehmers der Sammelbeckenanlage und die der Unterlieger gleichmäßig abzuwägen sind. Es können an dieser Stelle nur einige allgemeine Grundsätze für die Aufstellung des Betriebsplanes gegeben werden. Es soll dies geschehen im Anschluß an die früheren Erörterungen Uber die Aufstellung der Wirtschaftspläne bei den Entwurfsarbeiten (s. S. 101 u. f.) und ferner sollen einige leitende Gesichtspunkte, die sich aus den bisherigen Talsperrenbetrieben ergeben haben, besprochen werden.

Man wird sich für die Betriebsführung vergegenwärtigen müssen, daß es der Industrie vorteilhafter ist, dauernd eine gleichmäßige Betriebskraft, wenn auch von minderer Größe zur Verfügung zu haben, als zeitweise ein starkes Betriebswasser zu erhalten, in andern Zeiten aber Mangel zu leiden. Hierauf muß ein zweckmäßig angelegter Betriebsplan Rücksicht nehmen. An den Triebbächen sind meist Werke verschiedener Größe hintereinander aufgebaut, die einen ungleichen Wasserverbrauch haben. Die großen Werke begehren meist einen stärkeren Zufluß. Durch eine starke Wasserabgabe wird aber die Gefahr der vorzeitigen Entleerung des Beckens herbeigeführt. — Es sind dies Vorgänge, die sich im Betriebe der Wuppertalsperren gezeigt haben. Der Verfasser hat in seiner Schrift »Über die Ausnutzung der Wasserkräfte II. Aufl. 1908, S. 97« auf das Hindernis hingewiesen, das die Triebwerksmotore der systematischen Ausbeute des Wassers an unseren Gebirgsbächen bereiten und auch die Mittel angegeben,

die eine Besserung bringen könnten. Eine durchgreifende Hilfe wird hier nur erzielt werden können dadurch, daß die sämtlichen Werke eines Triebbaches auf die gleiche Aufnahmefähigkeit der Motore gebracht werden. Es mag ein solcher Normalisierungsplan gegenüber den heute obwaltenden Verhältnissen als ein weitgreifendes und gewagtes Unternehmen erscheinen. Aber doch darf er als das Ziel einer wirtschaftlichen Gestaltung der Wasserkraftverwertung an den Triebbächen bezeichnet werden.

Allerdings sind die Werke meist in privatem Besitz. Ein Zwang zum Ausbau einer Maschinenanlage nach bestimmter Art kann nicht wohl ausgeübt werden, und ein einheitliches Vorgehen könnte nur angebahnt werden, wenn die Werke in eine Hand kämen, sei dies eine Genossenschaft, der Staat oder sonst ein Verwaltungskörper, oder wenn die Besitzer als Mitglieder einer Genossenschaft gehalten wären, bei Um- und Neubauten entsprechende Vorschriften zu befolgen. Eine solche Vereinigung könnte weiterhin auch zu dem Ziele einer einheitlichen Kegelung der Betriebszeit in den Werken führen. Die oben (S. 124) erwähnte Aushilfe mit den Ausgleichweihern, die entlang am Bache verteilt sind, ist nur eine unvollkommene, und als die naturgemäße Betriebszeit muß die über Tag und Nacht ununterbrochene Arbeitszeit angesehen werden. Und es scheint, daß, selbst wenn in einzelnen Werken der ganzen Bachstrecke der ununterbrochene Betrieb nicht angängig ist, für diese die elektrische Akkumulierung in Frage kommen kann.

Bei Talsperren zur Speisung eines zentralen Werkes muß die Abgabe des Wassers den Schwankungen des Kraft- und Lichtverbrauchs folgen. Zugunsten der Verwendung der Wasserkräfte für den elektrischen Lichtbetrieb fällt der Umstand ins Gewicht, daß der größte Bedarf im Winter zeitlich mit dem Wasserreichtum zusammenfällt. Die Statistik städtischer Elektrizitätswerke erweist, daß im allgemeinen der Lichtverbrauch stärker als der Kraftverbrauch ist und das Verhältnis der Kraft- zur gesamten Stromabgabe für Kraft, Licht und öffentliche Beleuchtung bis 1:3 beträgt. Andererseits läßt die Tab. 15 erkennen, daß von der gesamten Jahresabflußmenge im Durchschnitt etwa V₄ bis l/₃ auf die Sommermonate April bis September und ³/₄ bis ²/₃ auf die übrigen Monate des Winters entfällt. Dieser Kraftüberschuß in der Winterzeit kann vorteilhaft für die große Lichtbeanspruchung in den Abendstunden Verwendung finden, während der geringere Lichtbedarf in den Sommermonaten sich dem verminderten Wasserzufluß gut anpaßt. Dem im Laufe weniger Stunden stark wechselnden Energiebedarf vermag ein Wasserkraftwerk mit Stau- oder Ausgleicbweihern durch Einschaltung einiger Turbineneinheiten leicht zu folgen, während in einem Dampfkraftwerk die vermehrte Anheizung der Kessel umständlicher ist.

Bei einer Talsperre, die der Aufhöhung des Niedrigwassers dient, erfolgt, wie in § 14 näher dargelegt, die Wasserabgabe nur nach Bedarf. Der Betrieb muß sich also im einzelnen den jeweiligen Wasserzufluß Verhältnissen anschließen. Aber die Ableitung von Wasser aus den Sammelbecken zur Aufhöhung des Niedrigwassers wird nicht nur in trockener Sommerzeit nötig. Auch in Frostperioden des Winters pflegt in den Gebirgsbächen schnell Wassermangel zu entstehen und die Ergänzung durch Zuschußwasser ist geboten. Bei den Wupper- und Ruhrsperren findet z. B. bei Frostwetter eine starke ununterbrochene Wasserabgabe statt, zum Teil um das Einfrieren der Triebwerke zu verhüten. In solcher Frostzeit pflegen die Zuflüsse aus dem Niederschlagsgebiet gering zu sein. Die sich verdoppelnde Wirkung dieser beiden Erscheinungen veranlaßt ein beträchtliches Sinken des Wassers in den Becken. Daraus ergibt sich dann allerdings bei eintretendem Tauwetter und Schneeschmelze ein guter Hochwasserschutz.

Hinsichtlich des Betriebes der Hochwasserschutzbecken stehen wir im Anfänge der Erfahrungen. Das erste deutsche Hochwasserschutzbecken in Marklissa ist erst vor wenigen Jahren, das Becken von Mauer im Herbst 1912 in Betrieb gesetzt. Das Ausland hat keine nennenswerten Anlagen dieser Art aufzuweisen. Als die wesentlichste Vorbedingung zur Erfüllung eines gesicherten Hochwasserschutzbetriebes gehört ein gut eingerichtetes Mel de wesen, das die schnelle Übermittlung von Nachrichten aus allen Punkten des Niederschlaggebietes nach der Zentralverwaltung und nach der Talsperre sicherstellt. Die Niederschläge müssen durch Wärter beobachtet und gemessen werden und diese sollten durch eine Dienstanweisung gebunden sein, stärkere Regenfälle, die eine Anschwellung im Flußlauf vermuten lassen, unverzüglich dem diensthabenden Beamten an der Talsperre zur Kenntnis zu bringen. Auf diese Weise ist es für den Dienst an der Sperrmauer bei einiger Erfahrung möglich, das Eintreten der Fluten vorauszusehen und entsprechende Maßnahmen zu treffen. Ist das Becken über ein wünschenswertes Maß gefüllt, so kann man eine vorzeitige Entleerung eintreten lassen insoweit, als dies die Interessen der Unterlieger gestatten. Das Becken ist dann für die Aufnahme der neuen Hochflut bereit. Vor dem Ablassen stärkerer Schwellungen aus dem Becken müssen die Unterlieger benachrichtigt werden, damit sie, falls Ausuferungen zu erwarten sind, etwaige im Felde stehenden Ernten oder sonstiges Hab und Gut in Sicherheit bringen können. Unterhalb der Talsperre von Marklissa geschieht dies durch elektrische Läutewerke, die in solchen Zeiten in Bewegung gesetzt werden. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Hochwasservoraussage gewonnen werden. Durch diese vorbeugenden Maßnahmen eines geordneten übersichtlichen Betriebes wird die eigentlich schutzbringende Wirkung des Hochwasser-im Sammelbecken in außerordentlichem Maße für das Gemeinwohl gesteigert. Schwierig, wenn nicht unmöglich ist es, einen Betriebsplan für ein Sammelbecken aufzustellen, das verschiedenen Zwecken zugleich dient, zumal wenn noch eine Vereinigung mit einer anderen Energiequelle, z. B. bei einer Kraftanlage das Gefälle eines Flußlaufes (Wupper beim Solinger Talsperrenelektrizitätswerk s. S. 153) zu Hilfe genommen ist. Hier kann ein vorsichtiger Betrieb nur gewisse Leitsätze befolgen. Allgemein seien folgende Hauptgrundsätze betont, deren Innehaltung im Betriebe die Erfahrung als zwingend erwiesen hat (s. auch § 14).

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1.    Bei Beginn der gewöhnlich trockenen Zeit — also in Mitteleuropa bei Ausgang des Winters, etwa in der Zeit vom 1. April bis 1. Mai jeden Jahres — muß das Becken gefüllt sein.

2.    Man muß bei kleinen Becken mit kleinen Niederschlagsgebieten damit rechnen, daß der Sommer praktisch ohne jeden Zufluß zum Becken bleibt. Der Vorrat des gefüllten Beckens muß also imstande sein, den gesamten sommerlichen Bedarf für etwa sechs Monate zu decken.

3.    Die ständige Bereithaltung eines eisernen Bestandes im Becken erscheint sowohl für den Trinkwasserbetrieb, wie für den Turbinenbetrieb als unbedingt notwendig. Es sollte eine Stauhöhe von etwa 10 m nie unterschritten werden.

Die besonderen Maßnahmen, die der Betrieb der Talsperren zur Sicherung einer gesunden und einwandsfreien Trinkwasserversorgung notwendig macht, sind an anderer Stelle (s. S. 425 u. f.) erörtert worden.

Handhabung des wasserwirtschaftlichen Betriebes. Für den wasserwirtschaftlichen Betrieb der Talsperren ist, abgesehen von dem oben erörterten Meldewesen für den Hochwasserdienst, in erster Linie die Einrichtung eines geordneten Beobachtungsdienstes an der Talsperre, in ihrem Niederschlagsgebiet und wenn er-

forderlich, im unterhalb gelegenen Tale Bedingung. Dieses sollte schon geschehen im allgemeinen wissenschaftlichen Interesse, um unsere Kenntuis der wasserwirtschaftlichen Verhältnisse in den Gebirgstälern zu fördern. Zum Teil sind schon in den früheren Ausführungen Uber die Organisation der Betriebsverwaltung und die Gestaltung des Dienstes an der Sperrmauer einige Anhaltspunkte gegeben worden. Aber es wird gut sein, die leitenden Gesichtspunkte für diesen Dienst hier einheitlich zusammenzufassen. Für die Einrichtung des Beobachtungsdienstes ist vor allem die Aufstellung von Regenmessern mit und ohne Selbstaufzeichnung im Niederschlagsgebiet nötig. Uber die Art ihrer Aufstellung ist früher (s. S. 425 u. f.) näheres mitgeteilt. Es wird interessieren, an diesen Regenmessern die Dauer, den Beginn und das Ende der Regenfälle zu verzeichnen, um die Schnelligkeit des Zuflusses zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in Tabellen einzutragen. An den HauptzuflUssen zum Becken sind Einrichtungen für das Messen der zufließenden Wassermengen zu treffen. Am verläßlichsten geschieht dies durch Einbau von Meßüberfällen mit selbstzeichnendem Pegel. Der Fassungsraum des Beckens wird zweckmäßig in der Nähe der Sperrmauer durch Anbringung eines weithin ablesbaren Pegels kenntlich gemacht, so daß man in jedem Augenblick den Inhalt des Beckens und die Höhe des Stauspiegels über der Talsohle feststellen kann. In gleicher Weise ist es für den Wasserhaushalt von Bedeutung, den Abfluß aus dem Becken zu messen. Wie an den Zuflüssen kann dies auch an den Entlastungsüberläufen der Talsperren durch selbstzeichnende Vorrichtungen geschehen.

Weiterhin ist die Abgabe von Nutzwasser zu vermerken. Der Wasserdurchfluß in

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Abb. 323. Venturimesser zur Messung der Wasseraljgabe mit selbsttätiger Aufzeichnung.

Rohrleitungen kann durch Venturimesser erfolgen¹) (Abb. 323). Gewöhnliche Wassermesser sind hierfür weniger geeignet, denn sie sind zu empfindlich. Bei offenem Ablauf wird auch hier der Einbau von Überfällen in die untere Abflußrinne des Beckens am einfachsten zum Ziele führen (Abb. 324).

7,SO--

1,00-

Bei Sammelbeckenanlagen, die zugleich mehreren Zwecken dienen, sind die Aufzeichnungen getrennt zu machen und z. B. die Nutzung des Beckens für die Aufhöhung des Niedrigwassers, die Trinkwasserversorgung und etwaigen Kraftbetrieb zu trennen, diese Einwirkungen gesondert verfolgen zu können (s. Tab. 76). Einen Teil des Abganges aus dem Becken, wenn zwar in einem ordnungsmäßigen Betriebe verschwindend klein gegenüber dem sonstigen Wasserhaushalt, bilden die Sickermengen, über deren Messung auf S. 103 berichtet wurde. Um die Nutzwirkung des Beckens besser zu übersehen, ist es durchaus wünschenswert, Beobachtungen über Verluste in den offenen Abflüssen unterhalb der Talsperre anzustellen. Hierfür sind an einzelnen Punkten des Flußlaufes Pegel anzubringen oder Meß wehre einzubauen und die Ergebnisse der Messung mit der

um

i) Neuerdings werden auch sog. Leistungsanzeiger angewandt, die die Durchflußmenge in der Zeiteinheit angeben. Die Messung beruht, wie bei der Venturiröhre, auf den verschiedenen hydrodynamischen Drucken im vollen Rohrquerschnitt und in der Einschnürungsstelle. Wenn erforderlich, kann die Einrichtung mit einer elektrischen Fernmeldung verbunden werden.

Wasserabgabe aus dem Becken in Vergleich zu stellen. Es sollte ferner nicht unterlassen werden, die Grund wasserstände in den dem Abflußbache benachbarten Talgeländen aufzuzeichnen. Über die Beeinflussung des Grundwassers durch die fließende Welle und im gegebenen Falle über die umgekehrte Einwirkung haben wir bisher nur sehr mangelhafte Kenntnis. Hier werden sich auch kaum je allgemein gültige Sätze ergeben. Diese Wirkungen hängen mit von der Beschaffenheit des Untergrundes ab. Man muß den Einzelfall studieren, dabei darf auch der Einfluß der etwaigen Rtick-strömung aus städtischer oder landwirtschaftlicher Bewässerung auf die Wasserführung des Baches nicht außer acht gelassen werden.

Schnitt CD.

Schnitt AB.

Meßhaus

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0.6

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l Eisen

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Pflaster

1,60 —

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Lageplan.

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_Beton

W 1,60 -Ą

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J)

Abb. 324. Massives Meßwehr zur Messung der Wasserabgafce mit Schreibpegel.

wenn man

man nur zu

für den Beobachtungsdienst Personen verwendet, die die nötige Sachkenntnis besitzen und denen für die Messungen brauchbare Instrumente zur Verfügung gestellt werden.

Nach dieser Richtschnur wird sich die Handhabung des wasserwirtschaftlichen Betriebes nach Maßgabe des Zweckes des Unternehmens und auf der Grundlage des Wasserwirtschaftsplanes von selbst ergeben. Es soll darum davon Abstand genommen

Über die Bewegungs- und Wärmemessungen an der Sperrmauer ist S. 549 u. f. das Erforderliche gesagt worden. Daneben wird, besonders bei Talsperren für Trinkwasserversorgung die Wasserwärme an der Oberfläche und in verschiedenen Tiefen zu beobachten sein. Hiermit sind Aufzeichnungen Uber die Witterung zu verbinden. Es erscheint an sich zwar selbstverständlich, aber es soll doch auch an dieser Stelle nicht unterlassen werden, darauf hinzuweisen, daß bei allen diesen Betriebsmaßnahmen die Gewähr gegeben sein muß, daß die Beobachtungen und Aufzeichnungen zuverlässig sind, denn die gesammelten Zahlen haben große Bedeutung, ebensosehr für die Praxis, wie unter Umständen für die Wissenschaft. Man sollte sich darüber klar sein, daß brauchbaren Ergebnissen und Schlußfolgerungen gelangen kann,

werden, hier auf weitere Einzelheiten einzugehen. Die wahre Schule für eine sachgemäße Betriebsleitung wird immer der Betrieb seihst sein müssen. Es ist hier dem Betriebsingenieur ein großes und interessantes Feld der Betätigung geboten und von seiner Geschicklichkeit wird es im hohen Maße ahhängen, die Maßnahmen so zu treffen, daß mit den gegebenen Größen des Wasserhaushaltes die Aufgabe der Wasserauf-speicherung in vollkommenster Weise erfüllt wird, um den Betrieb für die Interessenten zufriedenstellend zu gestalten und den höchsten wirtschaftlischen Nutzen zu erzielen.

§ 73. Beispiele von Betrieben und Betriebsergebnisse. Es scheint hier am Platze, über den Betrieb einiger neuer Talsperrenunternehmungen und die Betriebsergebnisse Mitteilungen zu machen.

Die Talsperrenanlage des Wasser- und Elektrizitätswerks der Stadt Solingen (Rheinland). Über die Handhabung des Betriebes siehe die Dienstanweisung S. 546. Aus den Betriebsergebnissen ist allgemein hervorzuheben, daß sich die Gesamtanlage in ihren baulichen Einrichtungen bewährt hat. Die Betriebseinrichtungen der Talsperren arbeiten zufriedenstellend, die Schieber können durch einen Mann, wie vorgesehen, bei vollem Druck bedient werden. Im ganzen muß allerdings ausgesprochen werden, daß das Hauptbecken gegenüber dem vorhandenen Wasserzufluß zu klein bemessen ist. Dieser Umstand zeigt sich fast in jedem Sommer und erschwert einen ruhigen Betrieb. Die Handhabung muß im Vorsommer mit großer Vorsicht erfolgen, um ein unzeitiges Leerwerden zu verhindern, während zu anderen Zeiten große Wassermengen über den Überlauf ungenutzt abfließen. Dazu kommt, daß der nutzbare Beckenraum noch eingeschränkt wird, wenn man eine Reserve für den Turbinen- und Trinkwasserbetrieb in Form eines sog. eisernen Bestandes sichern will. Der Betrieb hat erwiesen, daß ein solcher Bestand unbedingt nötig ist und man läßt in Solingen die Unterschreitung eines Stauinhaltes von 0,8 bis 1 Mill. cbm nicht gern zu. Die Beckengröße hätte etwa 5 Mill. cbm betragen müssen, um einen wirtschaftlich vorteilhafteren Betrieb zu gewährleisten. Das würde ein Stauinhalt von etwa 62 v. H. des mittleren Jahresabflusses sein. Die Schwierigkeiten, die sich aus dem unzulänglichen Stäuraum ergeben, sind für Solingen dadurch behoben, daß das Wasserkraftwerk mit einem dampfbetriebenen Elektrizitätswerk gekuppelt ist, so daß die Trinkwasserversorgung vollkommen sicher gestellt ist. Mitteilungen über die wirtschaftlichen Ergebnisse erfolgen im § 90.

Die nachstehenden Aufzeichnungen geben eine Übersicht des Betriebes seit dem Bestehen des Werkes. Eine Zusammenstellung dieser wasserwirtschaftlichen Ergebnisse vom Jahre 1903—1913 gibt Tabelle 76.

Ungünstig für den Wasserhaushalt der Talsperre gestaltete sich das Betriebsjahr 1911/12, das durch einen ungewöhnlich heißen und trockenen Sommer (1911) ausgezeichnet war. Es möge daher auf den Verlauf dieses Jahres näher eingegangen werden (s. Tab. 77). Der gesamte Wasserzufluß zum Becken mit 6,339 Mill. cbm war nicht der geringste im bisherigen Betriebe, wurde vielmehr durch die Trockenheit des Jahres 1904/05 noch unterschritten (5,685 Mill. cbm). Auch der Zufluß im Jahre 1910/11 war nur wenig größer. Kennzeichnend für den Wasserhaushalt des Sommers 1911 ist aber der Umstand, daß in der Trockenzeit der Wasserzufluß zum Becken auf ein Maß herabging, wie es seit Bestehen der Talsperre noch nicht beobachtet war. Der Abfluß in Hundertsteln der Niederschhläge ist für das ganze Jahr mit 47,2 v. H. schon ein recht niedriger. Dazu kommt, daß in den trockensten Monaten August, September und Oktober dieses Abflußverhältnis auf 7,0, 6,02 und 3,6 v. H. herunterging. Der Zufluß in diesen Monaten ist so gering, wie er sonst auch nur annähernd nicht gewesen ist. Im September wurden dem Becken nur 5166 cbm zugeführt. Zeitweise lagen die Zuflußbäche ganz trocken. Der niedrigste Wasserstand wurde im November mit 510 000 cbm Inhalt bei 18 m Stauhöhe erreicht, während bisher ein Vorrat von 1 Mill. cbm noch nicht unterschritten war. Das macht verständlich, daß in den vier Monaten September bis Dezember die Entnahme von Kraftwasser aus dem Becken ganz eingestellt werden mußte. Doch war infolge der Einschränkung des Wasserbezuges der Kraftbetrieb nicht gestört. Denn das Pump- und Elektrizitätswerk ist in der Lage in solchen Zeiten die Dampfreserve heranzuziehen. Diese Umschaltungsmöglichkeit sicherte auch den Fortgang der Trinkwasserversorgung der Stadt. Nur wurde darauf verzichtet, das Wasser zu filtern, um die großen Verluste in den Rieselwiesen, vornehmlich Verdunstungsverluste zu vermeiden. Das Trinkwasser wurde an der Sohle des Beckens entnommen. Trotz dieser Ausschaltung der Rieselwiesen sank die Keimzahl im Trinkwasser erheb-

Verluste und verdunstete Wassermenge

cbm

feOOO OST

204 000

X

co

161 000

247 000

170 800

1 430 000

1 281 000

781000

447 5003)

ab. 76. Wasserwirtschaftliche Ergebnisse

der Solinger Talsperrenanlage seit Inbetriebnahme des Staubeckens Ende März 1903 bis zum 1. April 1913¹). Größe des Niederschlagsgebietes 11,8 qkm.

Inhalt des Hauptstaubeckens . . 3,15 Mill. cbm einschl. Aufhöhung der Überlaufschwelle.

» Vorbeckens

0,1

Wasserabfluß aus dom Staubecken

Sickerwasser in den beiden Stollen

der

Sperrmauer

cbm

0898

4500

0008

5000

4500

4300

3800

2600

Über

den

Über

lauf

abge

flossen

Kraftwasserabgabe für den Turbinenbetrieb

Durch den Leerlauf-stollen

Mill.

cbm

3,500

1,500

6,534

1,792

0,784

0,436

0,922

0,133

0,043

zur Erzeugung elektrischer Energie

MM. cbm | Mill. cbm

0,100

1,378

1,931

4,375

4,414

4,914

6,898

fur

W asser-hebung

Mill. cbm

1,040

3,899

1,603

4,101

Trinkwasserabgabe an die Stadt Solingen

W asser-zulluß zum Staubecken in Hundertsteln des Niederschlags

Wasserzufluß zum Staubecken während des Betriebsjahres

Nieder

schlags

mengen

1. April des j während des Betriebsjahres

Inhalt des Staubeckens

am

Betriebs-j ahres

Zuflußmenge zum Staubecken in 24 Stunden Während des Jahres größte I kleinste

Jahres

nieder

schlag

Abflußjahr vom 1. April bis

31. März

Mill. cbm

Mill. cbm

Mill. cbm

Mill. cbm | Mill. cbm

cbm

cbm

Ul UI

1,300

1,298

TUT

0,811

1,226

0,610

1,323

0,366

1,526

0,659

0,580

0,172

2,027

2,667

in den sechs Sommermonaten Mai bis Oktober die gesamte

v. H. des Niederschlags. Dieses

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ng

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1,488

1,383

1,529

1,862

2,031

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9,592

13,331

5,685

10,272

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2000

173 000

1111

1903/04

(Novemb.)i (Mai-Juni)

187 000

H56

1904/05

11,090

14,407

3,150

(Septbr.)

2300

(Juli)

8,267

7,222

7,211

11,604

6,946

6,339

9,225

12,508

12,131

19,979

15,098

13,096

13,445

15,391

3,150

3,150

3,035

2,574

2,960

3,060

3,080

(Januar)

130 000

1201

1905/06

(März)

2500

(Septbr.)

L603

(Septbr.)

210

(Oktob.)

1271

(März)

109

(April)

(Septbr.)

(Juli)

106 000

L042

1906/07

(Dezemb )

76 050

(Januar)

301 900

(Februar)

153 000

(Februar)

108 000

(Juli)

98 500

(Februar»

159 000

(Septbr.)

1011

149S

1258

1091

1120

1283

1907/08

1908/09

1909/10

1910/11

1911/12

1912/13

Bemerk. In dem außergewöhnlich trocknen Sommer des Jahres 1904

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Zunußverhältnis ging in den trockensten Monaten Juli bis September auf 2,0, 3,0 bzw. 4,4 v. H. herunter.

1)    Zusammengestellt nach freundlichst überlassenen Aufzeichnungen der Direktion der städt. Wasser- u. Elektrizitätswerke in Solingen.

2)    Außerdem wurden zur Speisung der unteren Rieselwiesen 561000 cbm abgegeben.

³) Einschl. Abfluß über den Überlauf.

Tab. 77.

Die Schwankungen des Wasserspiegels im Solinger Staubecken in den einzelnen Monaten, die Größe der Niederschlags- und Abflußmengen in dem zugehörigen Niederschlagsgebiet von rd. 12 qkm sowie die abgegebenen Wassermengen aus dem Staubecken

im Betriebsjahre 1911/12.

Inhalt des

Jahr und Monat

Staubeckens am 1. des Monats

Niederschlagsmengen im Monat

Wasserabfluß-mengen in das Staubecken im Monat

Wie neben in Hundert, der Niederschlags-

Wasserabgabe aus dem Staubecken an:

die Stadt als

für

Am

Überlauf

ab-

Trinkwasser

cbm

cbm

cbm

mengen.

Kraftzwecke

geflossen

cbm

cbm

cbm

1911

April . . . Mai ... . Juni .... Juli . . . August. . . September . Oktober . . November . Dezember .

3 060 000 2 812 500 2 815 000 2 416 000 1610000 840000 674000 553 000 858000

879 600 873 000 1169 400 248 400 346 800 837 000 951 600 1 688 000 1 928 400

221 855 382 471 181 209 89 020 24 344 5166 33 920 442 850 1 310 980

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126 220 145 310 152 860 195 700 188 140 168 850 159 620 137 850 141 980

273 000 159 000 147 000 476 000 470 000

1912

Januar. . . Februar . . März. . . .

2    027 000

3    000000 3 130 000

1 812 600    1 440 135

1132 800    960 530

1 577 400    1 246 381

lO © rH ^ ©^ cd rtT cd l> CO O

149 380 146 530 149 810

296 755 673 000 1135 571

21000

11000

11000

Im Ganzen . . |

13 445 400    6 338 861    |    47,15    1862 250    | 3 630 326 j 43000

Tab. 78. Ergebnisse der chemischen Untersuchung des Wassers aus dem Staubecken der Stadt Solingen im Betriebsjahre 1911/12.

Proben des Leitungswassers in der Stadt.

1 Liter

enthält in Milligramm

18.

15.

15.

15.

15.

April Mai

Juni

Juli

15.    2. u. 16. 2. ii. 15.

August Sept. Oktober Nov.

5. u. 15. 2. u. 15. Dezem. Januar

1. u. 15. Februar

1. u. 15. März

Gesamttrockenrückstand . . .

84,80 72,00 76,00 76,00 53,60 70,40

80,00 74,40 169,60 84,00 88,00 68,00 73,60 80,00 80,00 84,00

84,00

60,00

Organ. Substanzen und Permanganat

Chlor.......

Magnesia . . ■ •

Kalk .

Eisenoxyd . . .

Ammoniak . .

Salpetrige Säure . Salpetersäure . . •

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Jede Analyse enthält die Bemerkung: Das Wasser war klar, farblos, von ; nach mehrtägigem Stehen ohne Bodensatz; vom chemischen Standpunk

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Schwefelsäure. . .

Deutsch.Härtegrade

1,89    1,97 i

ck und auch ist es daher einwandfrei.

36

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lich, infolge der Selbstreinigung im Staubecken, während andererseits die Rieselwiesen nicht mehr in der Lage waren, die vorhandenen Keime zurückzuhalten. Ihre Zahl wurde bei Rieselung durch Hinzukommen der allerdings unschädlichen Bodenkeime noch beträchtlich erhöht. Die chemischen Untersuchungen des Leitungswassers erfolgen monatlich, die bakteriologischen täglich. Die Ergebnisse der ersteren für das Jahr 1911/12 sind in Tab. 78 zusammengestellt. Die Beschaffenheit des Trinkwassers ist in jeder Hinsicht zufriedenstellend. Daneben dient das Wasser viel zur Speisung von Dampfkesseln. Die Trinkwasserabgabe an die Stadt hat sich in den letzten Jahren stark vermehrt (s. Tab. 76). Die Abgabe des Jahres 1911/12 erreicht mit 1,862 Mill. cbm fast die Höchstleistung von 2 Milk cbm, die nach dem ursprünglichen Entwurf vorgesehen war (s. S. 39). Wenn zwar der Wasserbedarf der Stadt an sich für absehbare Zeit aus dem Wasservorrat des Niederschlagsgebietes der Talsperren gedeckt werden kann, so beginnt doch mit steigender Entnahme die Grundlage des früheren Wasserwirtschaftsplanes sich zu verändern. Der Kraftbetrieb gestaltet sich anders. Die Dampfreserve gewinnt mehr und mehr Bedeutung. Die Stauweiher werden mit der zunehmenden Einwohnerzahl stetig stärker in den Dienst des Wasserwerkes gestellt.

Auch die Leistung des Kraftwerkes für Wasserhebung kommt an seine Grenze. Die Höchstleistung war nach dem Entwurf eine Hebung von 10000 cbm täglich, während im Jahre 1911/12 eine Tagesabgahe von 8900 cbm erreicht wurde. Zur Ergänzung für besondere Inanspruchnahme wurde deswegen eine Hochdruckzentrifugalpumpe im Werke an der Talsperre aufgestellt.

Über den baulichen Zustand der Talsperren ist zu (bemerken: Schäden an der Sperrmauer sind bisher nicht zutage getreten. Bei den jährlich zweimal stattfindenden Besichtigungen durch die Aufsichtsbehörde sind Mängel nicht festgestellt worden. Ein Schieber im Entleerungsstollen mußte durch einen neuen ersetzt werden. Der Stauraum, sowie seine abgepflasterten Böschungen haben sich in nunmehr 10 jährigem Betriebe gut gehalten. Undichtigkeiten sind nicht erkennbar. Obwohl bei vollem Staubecken der Damm beiderseitig vom Wasser bespült wird, sind Trübungen an den Böschungen nicht beobachtet worden. Allerdings hatte sich die Schüttung des Dammes in den ersten Jahren gleichmäßig um etwa 30—35 cm gesetzt. Über die Kosten der Unterhaltung s. § 85.

Näheres über den Kraftbetrieb des Werkes s. des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte, II. Auf!., 1908, S. 445.

Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz¹). Die Unterhaltung der Staumauer hat seit der Inbetriebnahme im Jahre 1905 nur geringfügige Ausbesserungsarbeiten verursacht. Zur Verhütung der Versandung des Beckens sind in den Wasserläufen der Seitentäler kleine Überfallwehre aus Holzgeflecht eingebracht, welche nach stärkeren Niederschlägen gereinigt werden. Die Wiesen im Tale oberhalb des Staubeckens werden nach und nach aufgeforstet.

Nicht ohne Interesse sind die Ergebnisse im Betriebe der Hochdruckleitung bei ihrer eigenartigen Linienführung (s. S. 41, 267 und 356). Neben den anfänglich getroffenen Einrichtungen wurden in den ersten Jahren nach Inbetriebnahme zur Entlüftung der Rohrleitung im Tale unterhalb der Sperrmauer zwei Standrohranlagen eingebaut. Die eine Anlage besteht aus 150 mm weiten gußeisernen Muffenrohren von 108 m Länge. Zur Beobachtung der Luft- und Vrasserbewegung ist hiermit 7,5 m langes und 50 mm weite3 Glasrohr in Verbindung gebracht. Im weiteren Verlaufe des Betriebes wurden nachteilige Druckschwankungen sowie Stöße in der Rohrleitung an den Manometern nicht beobachtet.

nung.

vorgesehene Aufhöhung der Sperrmauer (s. S. 578) herzustellen, um die Wassermassen in nasser Zeit besser zurückzuhalten zu können. Man kann dann erhoffen, die Wasserstandsschwankungen im Becken zu vermindern und im besondern zu vermeiden, daß die Wasserhöhe allzusehr ab fällt. Im Januar 1909 ging z. B. der Stauinhalt bis auf 69000 cbm herunter. Das beeinträchtigt die Beschaffenheit des Wassers, das Betriebsergebnis auch nach dieser Richtung im ganzen befriedigt hat und der Gesundheitszustand in der Stadt stets ein guter gewesen ist. Immerhin hat in sehr trockenen Zeiten die Güte des Wassers gelitten. Über die chemische Beschaffenheit, die im Laufe der Betriebsjahre

Über die Ergebnisse des wasserwirtschaftlichen Betriebes s. Tab. 79. Der Betrieb der Talsperrenanlagen hat bis jetzt befriedigt. Die Wasserversorgung der Stadt ist eine gesicherte und besonders in dem ungewöhnlich trockenen Sommer 1911 konnte die Wasserzuführung mit nur geringfügigen Einschränkungen geschehen. Hier trat der Wert der Staubeckenanlage recht in die Erschei-Immerhin macht sich bei der Betriebsverwaltung der Wunsch geltend, die schon beim Bau

wenn zwar

t) Aus den dem Verfasser von dem Oberbürgermeisteramt freundlichst waltungsberichten entnommen.

zur

Verfügung gestellten Ver-

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Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften. III. Teil. 2. Band. 2. Abt. 4. Aufl.

Zu Seite 563.

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Abb. 325. Darstellung der Schwankungen des Stauinhaltes in der Bever- und Lingesetalsperre und der Wasserführung der Wupper hei Dahlhausen im Jahre 1907.

nennenswerte Änderungen nicht hat, s. S. 161. Die bakteriologischen Untersuchungen werden fortgesetzt gemacht. Sie ergaben in den Jahren 1908—11 ein Schwanken der Keimzahlen im Leitungswasser zwischen 42 und 1570. Es ist nach alle diesem neuerdings die Frage erörtert worden, eine Reinigung des Wassers vorzunehmen. Die geplanten Maßnahmen sollen darin bestehen, Mangan und Eisen durch eine Filteranlage auszuschneiden, nachdem diese Stoffe auf dem Wege von der Sperre nach dem Hochbehälter in unlösliche Formen übergeführt sind. Geruch und Geschmack sollen durch Überleitung des Wassers über Rieselwiesen, durch Ozonierung oder eine Lüftungsanlage verbessert werden.

Tab. 79. Wasserwirtschaftliche Ergebnisse der Talsperre der Stadt Nordhausen a./H. Größe des Niederschlagsgebiets 5,7 qkm. Fassungsraum des Staubeckens (einschl. der Vergrößerung durch Aufsetzen von Schützen auf den Überlauf): 850000 cbm.

Abflußjahr

vom 1. Oktober bis 30. September

Jahresniederschlag

Zunußmenge zum Staubecken

in 24 Stunden

größte

kleinste

Inhalt des Staubeckens 1. Okt. des Betriebsjahres

Kleinster Stauinbalt des Betriebsjahres

am

Niederschlagsmenge während des Betriebsjahres

Zufluß zum Staubecken während des Betriebsjahres

cbm

cbm

rg

Mili. cbm

'S

Zufluß im v. H. des Niederschlags

Wasserabfluß aus dem Staubecken

Trinkwasserabgabe an die Stadt Nordhausen

Speisung

der Turbinenanlage

Siekerwassermenge in den Stollen der Talsperre

Abfluß am Überlauf, Verdunstung und sonstiger Verlust

Erzeugte Kilowattstunden in der Turbinenanlage am Geiersberg

1906/07

1907/08

1908/09

1909/10

1910/11

886

869

687

697

513

54 000

104100

47 100

29 200

40 400

380

750

180

1210

450

(Nov.)

58

53

36

47

58

2,126 — 1,812 — 1,127 0,684 1,547 1,023 1,141 0,475

0,035

0,019

0,017

0,025

0,027

0,750

0,800

0,278

0,306

0,531

297 330

165 770

331170

116 960

¹

Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1904 S. 92.

Die Sammelbecken der Wuppertalsperrengenossenschaft an der Bever und Lingese. (Über den Zweck s. S. 11 u. 26.) Die Talsperren werden von einem Ingenieur der Genossenschaft dauernd beaufsichtigt. Die Regelung der Wasserabgabe aus dem Becken ist Wärtern übertragen, die ihren Wohnsitz unmittelbar an den Weihern haben. Diese geschieht nach Maßgabe Ablaßlisten. Ebenso werden die Ausgleichweiher von Dahlhausen, Beyenburg und Buchenhofen

von

den Ausgleichweihern sowie die Ablaßlisten

an

monatlich von einem Beamten der Genossenschaft besichtigt. Zur Bedienung ist ein Wärter an Ort und Stelle vorhanden, der die Schleusen zu bestimmten Tagesstunden nach besonderer Anweisung zu öffnen und zu schließen hat. Im übrigen regelt sich der Betrieb für diesen Wärter ebenfalls nach einer Dienstanweisung. Die Dienstanweisung für den Talsperrenwärter, die der auf S. 546 mitgeteilten entspricht, die Anweisung für die Wärter sind mitgeteilt in der Zeitschrift die »Talsperre« 1903. Die Sammelbecken sind seit dem Jahre 1901 im Betriebe. Die wasserwirtschaftlichen Ergebnisse der Betriebsjahre 1901—1910 sind in Tabelle 80

zusammengestellt.

Die Abbildung 325 gibt eine Darstellung der Schwankungen des Stauinhaltes in der Bever-und Lingesetalsperre und der Wasserführung der Wupper bei Dahlhausen im Jahre 1907. Im allgemeinen zeigt der Betrieb dieser Talsperren, daß der aufgespeicherte Wasservorrat nicht ausreicht. Der Betrieb wird vorsichtig — nach den ungünstigen Erfahrungen in den ersten Jahren — gehand-habt, so daß zwar möglichst auch in langer Trockenheit Nutzwasser abgegeben werden kann, aber der Abfluß muß dann wesentlich eingeschränkt werden, wenn die erwartete Sommerflut ausbleibti). An der Bevertalsperre mußte z. B. um die Mitte Juli 1901 der Betrieb eingestellt werden, nachdem ihr Inhalt auf etwa 100000 cbm heruntergegangen war. Man hatte diesen Rest mit Rücksicht auf den Fischbestand im Becken gelassen, und es wurde in dieser Zeit aus der Talsperre etwa soviel abgelassen, als von oben zufloß, um die natürliche Wasserführung unterhalb aufrecht zu halten, so daß auch hier

36*

i) Zeitschrift für Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1907, S. 122.

I ab. 80. Wasserwirtschaftliche Ergebnisse der Wuppertalsperren, zusammengestellt'nach den Betriebsberichten in den Jahren 1901—1910¹).

Bemerkungen.

Der jährliche Zufluß vom Quadratkilometer im Mittel der Jahre 1002—05 betrug: Bever 975 000 cbm Lingese 982 000 cbm

Abfluß v.H. des Niederschlags

71,1

75,1

90,5

75,7

67,5

66,8

75,9

73,1

83,6

75,6

88.4

79’0

79,5

71,3

76,1

72,9

78,3

70,4

79,0

72,2

Lingesetalsperre

Niederschlagsgebiet: 9 qkm — Beckeninhalt: 2,6 Mill. cbm

Bevertalsperre

Niederschlagsgebiet: 22 qkm — Beekeninhalt: 3,3 Mill. cbm

Abgegebene Nutzwassermenge im Verhältnis des Zuflusses v. H.

Vom Vorrat des Beckens abgegebene Nutzwassermenge in Mill cbm

Überlauf der Sperre in Mill. cbm

4,672

1,0

Zu-

geflossene Wassermenge in Mill. chm

Abgeflossene Wassermenge in Mill. cbm

Jahres

nieder

schlag

mm

Abgegebene Nutzwassermenge im Verhältnis des Zuflusses v. H.

Vom Vorrat des Beckens abgegebene Nutzwasser-menge in Mill. cbm

Überlauf der Sperre in Mill. cbm

Zu-

geflossene Wassermenge in Mill. cbm

Abgeflossene Wassermenge in Mill. cbm

Jahres

nieder

schlag

Jahr

7,724

6,991

1309

7,425

4,779

19,032

19,053

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

Bever

Lingese

91 Außerdem ab    durch    die Durchlaßrohre :    2,195    Mill.    cbm.

»    »    »    »    :    5,553    »

»    »    »    »    :    1,809    »    »

»    »    »    »    :    5,479    »    »

»    »    »    »    :    2,474    »

»    »    »    »    :    6,976    »    »

»    »    »    »    : 2,594    »

48,2

4,235

2,509

8,780

10,340

1299

26,8

5,475

7,224

20,442

20,427

33,4

3,460

2,386

10,347

9,062

1486

19,2

5,155

15,015

26,787

27,542

60,6

4,2853)

1,279

7,062

8,017

1149

40,9

6,5722)

4,037

16,060

15,700

32,5

38,2

43,9

45,3

37,1

38,8

42,7

3,3205)

3,8357)

3,8159)

3,635«)

3,500 »3)

3,64015)

3,840

3,153

10,224

9,049

1520

16,6

4,1454)

11,923

24,950

24,250

4,660

10,036

11,111

1444

19,1

4,9256)

14,350

25,830

26,530

2,526

8,691

8,501

1196

28,2

5,7008)

8,785

20,558

20,283

3,760

8,049

9,204

1226

32,1

6,420 'O)

9,740

19,998

21,713

1,530

9,719

7,504

1449

29,7

7,330 'S)

9,776

24,690

22,585

3,344

2,615

9,368

9,578

1446

23,5

6,090«)

12,715

25,826

25,780

9,000

8,936

10)

(XI

12)

13)

14)

15)

1355

26,4

5,924

9,834

22,415

mm

1233

1901

1222

1902

1259

1013

1468

1380

1038

1127

1449

1472

1266 , 22,396

1)    In der Zeitschrift »Wasserwirtschaft und Wasserrecht«.

2)    Außerdem durch die Durchlaßrohre ab: 5,091 Mill. cbm.

3)    Außerdem ab durch die Durchlaßrohre: 2,453    »    »

8,183    »    »

2,576    »

7,255    »

2,616 »

5,798    »

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5)

(9

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1903

1904

1905

1906

1907

1908

1909

1910

i.lOjähr.

Mittel

(1901-10)

der Fischbestand gesichert wurde. Die Wasseraufspeicherungen müßten wesentlich größer sein, um die starken Wasserstandsschwankungen auszugleichen. Die beiden Becken haben zusammen 31 qkm Niederschlagsgebiet, das sind etwa 5 v. H. des Gesamtniederschlagsgebietes der Wupper, und man wird nicht verkennen, daß damit ein ausreichender Einfluß auf die Wasserführung des Flusses nicht gewonnen werden kann. Aber auch die Becken selbst, besonders die Beversperre, sind nicht groß genug, um die Wasserschwankungen in ihrem Niederschlagsgebiet auszugleichen. Es ist im Wuppergebiet das erste Drittel des Jahres oft sehr wasserreich und die Triebwerke leiden dann unter Überfluß, während die Sommerfiut oft, wie z. B. in den Jahren 1901, 1904, 1906 und 1911, ausbleibt und eine lange Trockenheit vom Juni bis in den November hinein anhält. Das läßt auch der Betriebsplan S. 123 erkennen. Man ersieht aus Tab. 80, wie die nutzbar abgegebene Wassermenge der Lingesetalsperre einen wesentlich größeren Anteil an dem Gesamtzufluß hat wie die Bever und wie dieser Anteil in den trockenen Jahren verhältnismäßig stark hervortritt. Für einen Jahresabfluß, der unter dem Mittel liegt, ist also die Wirkung des Ausgleichs der Becken eine bessere und sie geht in wasserreichen Jahren sehr zurück. Man wird von solchen Becken erwarten dürfen, daß sie nicht nur in mittleren Jahren 40 v. H. des Jahresabflusses — d. i. die Wassermenge, die an mittleren Flüssen über dem Mittelwasser zu liegen pflegt — nutzbar machen, sondern daß dieser nutzbare Anteil auch in nassen Jahren mit 40 v. H. in die Erscheinung tritt, weil solche nassen Jahre oft scharf getrennte Perioden — einen wasserreichen Winter und dann eine langanhaltende Trockenheit zeigen.

Über die Vergrößerung des Aufspeicherungsraumes s. S. 26.

Als mittleres Betriebsergebnis für die Sickerungen der Sperren kann man folgendes annehmen:

Beversperre. Die Sickermenge in den Hauptstollen beträgt etwa 0,011/sek, neben den Rohren 0,004 1/sek und in den Felsspalten der Überlaufskaskade 0,15 1/sek. Lingesesperre : im Hauptstollen sickern im Mittel 0,1 1/sek, aus den Felsspalten etwa 50 1/sek.

Über die bauliche Unterhaltung der Sperren vergl. § 85.

Ahlf eidweih er (Vogesen). Über den Zweck, die wasserwirtschaftlichen Verhältnisse und Betriebspläne s. S. 7 u. 154.

Handhabung des Betriebes. Die Aufsicht über die Wasserabgabe am Alfeldweiher erfolgt :

1. durch eine täglich dreimalige Ablesung des Pegelstandes im Weiher, 2. durch eine täglich dreimalige Ablesung des Wasserstandes am Überfall unterhalb der Mauer (Meßstelle), 3. durch Ablesung des Regenmessers am Stauweiher.

Die Wasserabgabe selbst geschieht nach besonderen Bestimmungen. Es ist hierfür ein genauer Plan aufgestellt, aus dem der Talsperrenwärter ersehen kann, wieviel Wasser er an den einzelnen Tagen ablassen muß (s. Tab. 43). Der Wasserabfluß wird gemessen an einem Überfallwehr, das nicht viel unterhalb der Sperrmauer belegen ist und 2,70 m Breite hat. Der Wärter hat darüber Angaben, wieviel Wasser bei den verschiedenen Strahldicken nach Zentimetern zum Abfluß gelangt. Solche Angaben geschehen am besten in Tabellenform.

Einen weiteren Anhalt zur Beurteilung der Abflußmengen geben die Schieberöffnungen, wobei allerdings gleichzeitig die Druckhöhen zu beachten sind. Die Wärter erlangen jedoch in der Beurteilung des Abflusses bald verläßliche Übung.

Das Staubecken von Assuan. Die geringste Wasserführung des Nil ist im Mai. Von da ab steigt der Fluß langsam bis gegen Ende Juli, dann setzt im August ein schnelleres Anschwellen ein, bis im September die Höhe erreicht ist. Das Wasser fällt dann zumeist im Oktober und November sehr langsam. Das steigende Wasser ist anfänglich gelb, bei Hochflut stellt sich eine grüne Farbe von unangenehmem Geruch ein; es sind viele pflanzliche Stoffe vorhanden. Nach der grünen kommt die rote Flut, die sehr schlammhaltig und düngerreich ist.

Nachdem im Hochsommer die Hauptflut des Nils eingetreten ist, werden im beginnenden Herbst die Schützen allmählich geschlossen. Das Staubecken füllt sich etwa bis Januar oder Februar. Wenn dann Wassermangel für die Ländereien eintritt, so werden die Schützen geöffnet. Das aufgespeicherte Wasser erhöht den natürlichen Abfluß, bis dann wieder die nächste Flut das Becken füllt. Im ganzen kann man rechnen, daß die jedesmalige Füllung rund 100 Tage dauert. Die Wässerungsperiode beginnt am 1. April und der Zuschuß aus dem Becken wird etwa bis zum 10. Juli geleistet. Der landwirtschaftliche Betrieb besteht in Baumwollenkultur und Zuckerrohrbau neben Weizen, Gerste, Bohnen und Kleeanbau. Es können in einem Jahre im günstigen Falle zwei Ernten erzielt werden. Das mit Baumwolle bestellte Land betrug 1907/08 für ganz Ägypten rd. 675000 ha.

Pies

70

Juli

August September Oktober

9334 17

10    20    31    10    20    31    10    20    3 0    10    20

9200 16

9226 15

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91,72 14

V:

91,18 13

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Zur Veranschaulichung des guten Erfolges, den die bis Ende 1902 ausgeführten Bauwerke auf die Bewässerung Ägyptens gehabt haben, soll nachfolgend die Ausnutzung der Wassermengen des Jahres 1907 besprochen werden. Die Sommer- und Hochwasserführung des Nils blieben in diesem Jahre unter dem Mittel der Jahre 1873-—1893 zurück. Trotzalledem war die Sommerwasserführung dieses Jahres, verglichen mit den vorhergehenden wasserarmen Jahren, nicht schlecht. Das Hochwasser aber gehört mit zu den bekannten niedrigsten Fluten. Abb. 326 zeigt die Flutwellen der trockenen Jahre 1877, 1888, 1899, 1902, 1907 und die mittlere Hochwasserwelle der Jahre 1873—1893, die um 1,50 m höher als die des Jahres 1907 ist. Der Nutzen der Bewässerung ist gerade in solchen minder guten Jahren am meisten zu fühlen.

90,64 12

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90,10 11

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89,56 10

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89.02 9

7/

8848 8

8704 7

Hochwasser douer

Ober Ägypten —;-

^— Mittel.-und Dater Ägypten

*1

Abb. 826. Niedrige Flutwellen des Nil am Pegel in Assuan.

Für die Sommerbe Wässerung war das Assuanhecken in der Zeit vom 26. Dezember 1906 bis zum 21. Januar 1907 bis zum normalen Stau von -f- 106 m A. P. gefüllt worden. Die Entleerung des Beckens begann Anfang April. In Abb. 327 sind die Pegelstände unterhalb des Dammes hei Assuan für das Jahr 1907 und für das Mittel der Jahre 1873 bis 1893 aufgetragen. Die Pegellinie des Jahres 1907 ist ohne und mit Unterstützung des Beckens dargestellt. Die vom Becken gelieferte tägliche Zuschuß wassermenge ist eingeschrieben. Der Pegel des Unterwassers wurde bis zum 20. Juni auf gleicher Höhe + 84,96 A. P. gehalten. Von diesem Tage an wurde die abfließende Wassermenge allmählich gesteigert, bis gegen Ende Juli das Becken leer war. Die Steigerung der Wasserabgabe um Mitte Juni hängt mit dem Bedarf der Sommerkulturen zusammen, die besonders von diesem Monat ab einer ausgiebigen Bewässerung bedürfen. Während der Monate April und Mai betrug die vom Staubecken täglich gelieferte Wassermenge 3,50 bis 4 Mill. cbm (40—46 cbm/sek.), während des Monats Juni 10—14 Mill. cbm täglich (116—162 cbm/sek.) und während Juli 11,50 bis 20,50 Mill. cbm täglich (133—238 cbm/sek.).

Die gesamte Nilwassermenge wurde oberhalb des Assiutwehres so geteilt, daß der Mittelägypten und das Fayum versorgende Ibrahimiyakanal den vierten Teil der

fiir das Delta bestimmten Wassermenge -f- 1 Mill. cbm täglich bekam. Diese Verteilung geschah, wie üblich, im Verhältnis der mit Sommerfrucht bestellten Äcker. Eine weitere Verteilung erfolgte an der Deltaspitze für die Kanäle, die das Deltagebiet westlich, östlich und zwischen dem Bosetta- und Damiettaarm bewässern. Am 6. April, dem Tage der Schließung sämtlicher Schützen des Deltawehres, stand hier noch eine Wassermenge von 49,50 Mill. cbm täglich (573 cbm/sek.) zur Verfügung, die bis zum 1. Juli auf 43,30 Mill. cbm für den Tag (501 cbm/sek.) abnahm und dann allmählich wieder stieg.

Während der Zeit der Wasserklemme ist die Bewässerung der Äcker strengen gesetzlichen Bestimmungen unterworfen, deren Übertretung mit Geldstrafe oder Haft geahndet wird. Die Bewässerung des Landes geschieht wechselweise unter der Aufsicht und nach Vorschrift der Baubeamten. Das Land ist in drei Bewässerungsabschnitte, von denen jeweilig einer bewässert wird, eingeteilt. Im Jahre 1907 war anfänglich ein Wechselbetrieb von 18 Tagen, später von 21 Tagen angeordnet; d. h. es durfte in 18 bzw.

21 Tagen ein Stück Land an 6 oder 7 Tagen bewässert werden, während es 12 oder 14 Tage ohne Wasser blieb.

Dieser Wechselbetrieb dauerte für Mittelägypten von Anfang April bis Mitte August. Die Wassermenge, die im Sommer

Juli

Aug.

31

8 9.0

88.0

März

ApriJ

Mai

Juni

B7j0

10

20

10    20    30

JO_20

3L

10    20    3J

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Mittel aus 20'Jahren. 1813 -1893 Pcgdluwe 1901mit Zusduiämissermengt _ “    ' ohne. "    »

ismi.

86,0

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Abb. 827. Pegelstände in Assnan während des Entleerens des Staubeckens im Jahre 1907.

1907 täglich für 1 Feddan (0,42 ha) abgegeben wurde, schwankte zwischen 21 und 31 cbm, eine Menge, die für die Bewässerung der Baumwolle noch ausreichend ist.

Außer diesen Bestimmungen trat vom 15. Mai ab die sog. »Sharaki-Verfügung« in Kraft, welche bei nicht ausreichender Sommer Wasserführung des Flusses die Bewässerung bestimmter, meist höher liegender Äcker verbietet¹). — Die Güte der Baumwolle soll allerdings nicht die gleiche sein, wie bei der früheren natürlichen Überflutung. — Über die Aufhöhung der Staumauer s. § 75, die wirtschaftlichen Betriebsergebnisse § 90.

Ruhrtalsperren verein. Zweck und wasserwirtschaftliche Verhältnisse s. S. 19 u. 12ö. Über den Einfluß der Talsperren auf die Wasserverhältnisse an der Ruhr in den letzten Jahren geben folgende Angaben Aufschluß:²)

Im Jahre 1907 war die Wasserführung der Ruhr ziemlich günstig, im Jahre 1908 dagegen ungünstig. Als Pegelstände, bei denen die Entnahme der Wasserwerke und der Betrieb der Wasserbetriebwerke zu leiden beginnen, werden solche von + 0,20 und weniger am Mülheimer Pegel angesehen. Bei einem Wasserstand von 0,20 führt die Ruhr 19 cbm/sek. Im Jahre 1907 solcher Tage 31, im Jahre 1908 90. Wie aus der nachstehenden Tabelle 81 hervorgeht, wird das Jahr 1908 unter den 10 Jahren 1898—1908 nur von den Jahren 1901 und 1904 an Schärfe des Wassermangels übertroffen.

waren

Tab. 81. Zahl der schädlichen Trockentage an der Ruhr von 1898—1908. Wasserstand am Mülheimer Pegel.

1898

1899

1900

1901

1902

1903

1904

1905

1906

1907

1908

1909

1910

1911

1912

+40    |    +20

oder weniger oder weniger oder weniger

- 20

oder weniger

— 40

oder weniger

105

78

78

129

65

38

163

33

51

66

148

68

165

47

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Im Jahre 1907 trat im April eine starke Trockenheit ein, die die lalsperrengenossenschaften veranlaßte, einen Teil des Stauinhalts zu verbrauchen. Die Vorschrift der Verträge mit dem Ruhrtalsperrenverein, daß die Staubecken am 1. Mai gefüllt sein sollten, konnte daher in diesem Jahre nicht erfüllt werden. Ein Nachteil entstand hieraus jedoch nicht, da starke Niederschläge im Mai die Talsperren sämtlich wieder zum Überlaufen brachten; von da an sank der Stauinhalt langsam und ziemlich gleichmäßig bis zum 10. November. Als an diesem Tage durch starke Niederschläge die winterliche Füllung begann, waren sämtliche Staubecken fast völlig entleert. Der Verein hat im Jahre 1907 nur selten Wasser angefordert, da die Abgabe durch die Genossenschaften auch seinen Interessen entsprach. Das Jahr 1908 brachte im Juli eine lange Trockenperiode, so daß die Talsperren sich schnell leerten. Ende August fielen aber so reichliche Niederschläge, daß der verlorene Stauinhalt größten Teil wiedergewonnen wurde. Diese erneute Füllung kam den Talsperrengenossenschaften *

zum

und dem Verein in den folgenden Monaten sehr zu statten, denn der Herbst brachte trockenes Wetter und stetig sinkende Wasserstände; erst am 22. November erreichte die Ruhr am Mülheimer Pegel wieder den Wasserstand + 0,20, nachdem sie vom 30. September an dauernd tiefer gestanden hatte. In dieser Trockenperiode forderte der Verein während, mehrerer Wochen die vertragsmäßig größte zulässige Wasserabgabe von 15000 cbm täglich für eine Million Kubikmeter Stauinhalt, insgesamt rund 5 */2 cbm/sek. Im Oktober und November des Jahres stammte 73 bis Vs des in der Ruhr sichtbar abfließenden Wassers aus den Talsperren. Trotz ihres verhältnismäßig geringen Stauinhalts sind also die vorhandenen Anlagen im Jahre 1908 den Pumpwerken sowohl wie den Triebwerken sehr nützlich gewesen. Die Wasserwerke konnten im Jahre 1908 im allgemeinen den Bedarf der Verbraucher decken, da bei den größeren Werken die Entnahme im Jahre 1908 (s. die Tab. auf S. 128) wegen des Sinkens der Marktlage nur wenig zugenommen, bei einigen sogar abgenommen hat; auch hatte die große Vermehrung der Förderung in den beiden Jahren 1906 und 1907 eine Erweiterung der Gewinnungsanlagen zur Folge gehabt. Außerdem sind die beiden größten Wasserentnehmer dazu übergegangen, einen Teil ihres Bedarfs außerhalb des Ruhrgebiets zu decken.

Das Jahr 1809 war gekennzeichnet durch eine Hochflut, über die weiter unten Mitteilungen gemacht sind. Während dieser Flut füllten sich die Talsperren etwa zur Hälfte. Die Becken traten, entgegen dem Betriebsplan, nicht mit voller Füllung in den Sommer ein. Aber der Sommer 1909 brachte keine ausgesprochene Trockenperiode, so daß der kritische Wasserstand von -f- 0,20 am Mühl-heimer Pegel nur an 13 Tagen unterschritten wurde. Der Inhalt der Talsperren ging während des ganzen Jahres nicht unter die Hälfte der Füllung hinab, da die Abgaben aus den Becken während der kurzen Trockenperioden durch zwischenliegende stärkere Zuflüsse wieder gedeckt wurden.

Die Wasserführung des Jahres 1910 war ebenfalls eine reichliche. Es brachte eine solche Fülle von Niederschlägen, daß an keinem Tage die Grenze + 0,20 am Pegel zu Mülheim erreicht wurde. In dem an sich trockenen Spätherbst 1910 fand ein starker Zuschuß aus den gefüllten Becken statt, der die guten Wasser stände in der Ruhr herbeiführte. Im ganzen hätte in diesem Jahre die Hilfe der Talsperren entbehrt werden können.

Das Jahr 1911 war das trockenste aller bisher beobachteten Jahre. Die Dürre dieses Sommers hätte fast zu einem verhängnisvollen Versagen der sämtlichen Wasserwerke an der unteren Ruhr geführt. Bereits am 4. Juni wurde der Wasserstand -f- 0,20 am Pegel zu Mülheim unterschritten. Mit kurzen Unterbrechungen hat die Trockenperiode bis Mitte November angehalten. Im September war die Ruhr unterhalb Mülheim völlig versiegt. Man versuchte Abhilfe, indem man Rheinwasser rückwärts die Ruhr hinaufpumpte, um das untere Ruhrtal mit Wasser anzureichern.

Das Jahr 1912 zeigte wieder einen normalen Verlauf, wie die Tabelle 81 erkennen läßt. In diesem Jahre konnte Ende Juni bereits die Möhnetalsperre zu einem Probestau von 7 Mill. cbm Wasser abgeschlossen werden, der den Zweck hatte, einen Vorrat zu gunsten der Wasserwerke anzusammeln. Die endgültige Inbetriebnahme dieser Talsperre erfolgte dann mit Schluß des Jahres. Die erste Anstauung der Listertalsperre fand im Oktober 1912 statt. Infolge der außerordentlich starken Niederschläge füllte sich dieses Sammelbecken so schnell, daß bereits Mitte Dezember die Sperrmauer zum erstenmal überlief. Der gesamte Stauraum der Talsperren im Ruhrgebiet beziffert sich damit einschließlich der Vergrößerung der Ennepetalsperre auf rd. 187 Mill. cbm.

Ergänzend zu der Tabelle auf S. 128 sei bemerkt, daß die Wasserfördernng der Pumpwerke in den letzten Jahren wiederum eine erhebliche Zunahme erfahren hat. Die Förderung betrug im Jahre 1910 295,5 und im Jahre 1911 313,2 Mill. cbm. Der lebhafte Aufschwung der Industrie und die steigende Bevölkerungszunahme im Versorgungsgebiet hatten diese Steigerung zur Folge, die auch im Jahre 1912 unvermindert angehalten hat.

Nach allem kann man aus den bisherigen Betriebsergebnissen einen nachhaltigen Einfluß der Talsperren auf die Wasserführung der Ruhr noch nicht erkennen. Die Ursache liegt in den unzulänglichen Mitteln. Bei einer Wasserförderung von 313 Mill. cbm im Jahre 1911 mußte, wenn die Grundlagen des Wasserwirtschaftsplanes erfüllt werden sollten (s. S. 128), ein Gesamtstauraum in allen Becken von 313-0,38 = rd. 119 Mill. vorhanden sein, während tatsächlich nur 32,4 Mill. cbm zur Verfügung standen. Diesem Übelstande ist nunmehr nach Inbetriebnahme der Mohne- und Listertalsperre abgeholfen, und es kann für die nächste Zeit bis zu entsprechender Steigerung des Wasserbedarfs eine ausreichende Anreicherung des Grundwassers im Ruhrtal und die Sicherstellung der Wasserversorgung des Industriegebietes erhofft werden.

ver-

Talsperren für Schiffahrtszwecke. Über die Ergebnisse aus dem Betrieb der Staubecken am oberen Mississippi (s. S. 21) macht Landreth folgende Angaben³): Die größte Wassertiefenvermehrung bei St. Paul betrug rd. 1,0 m im Jahre 1900, die geringste Aufhöhung 12,5 cm im Jahre 1903. Der Strom hat hier eine Niedrigwasserbreite von 120 m und bei Mittelniedrigwasser-ständen eine Wasserführung von 71 cbm/sek. 82 km unterhalb St. Paul soll eine Wirkung nicht mehr erkennbar sein. Wenn das Wasser aus dem Verteilungsbecken am Pokegamasee abgelassen wird, so ist die Wirkung bei St. Paul, 562 km unterhalb, erst 10 Tage später zu merken. Für die unteren Stromgebiete dauert diese Beeinflussung entsprechend länger. Es ergibt sich daraus für den Betriebsleiter die Schwierigkeit, das Zuschußwasser bei Trockenheit im richtigen Augenblick zur Abströmung zu bringen. Es liegt immerhin die Gefahr vor, daß dieses Zuschußwasser mit plötzlichen Überflutungen im unteren Strome zusammenfällt, so daß deren Wirkung noch verschlimmert wird. Daraus kann man die Notwendigksit folgern, Staubecken dieser Art so anzulegen, daß die Fließzeit von der Wasserabgabe bis zur Bedarfsstelle möglichst gering ist. Man darf also die Becken nicht auf eine Stelle im Quellgebiet allein zusammenziehen, sondern die Aufspeicherungen sollten im Stromsystem

teilt werden und auch in den Talniederungen und an den Nebenflüssen Platz finden. Ein gut eingerichteter Nachrichtendienst nach einer Zentralstelle ist unerläßlich.

Über das Ergebnis des Betriebes der Staubecken an der oberen Wolga s. S. 21 und de Hörschelmann, Aperçu historique du développement des voies navigables de l’empire de Russie, Kiew 1894 (zum V. Binnenschiffahrtskongreß Paris 1892). Man vergleiche ferner den Bericht von Timonoff und Kleiber, XII. Internat. Schiffahrtskongreß 1912, 1. Abteil, 1. Frage, der sich vornehmlich mit der Wolga beschäftigt.

Über das voraussichtliche Ergebnis des Betriebes der Staubecken im oberen Wesergebiet auf die Wassertiefenvermehrung für die Schiffahrt sind auf S. 22 Mitteilungen gemacht. Genaueres hierüber an der Hand eines Wasserwirtschaftsplanes und zeichnerischer Darstellungen gibt Sympher in der Druckschrift zum XII. Intern. Schiffahrtskongreß 1912, 1. Abteil., 1. Frage. A. a. 0. ist dieser Gegenstand in mehreren Abhandlungen erörtert, unter anderen finden sich von Landreth Angaben über die Speisung des Bargekanals aus den Staubecken bei Hinkley und Delta, aus denen fast 10 cbm/sek. Speisungswasser gewonnen werden. Timonoff und Kleiber geben ebenda eine geschichtliche Darstellung der Behandlung der Frage der Niedrigwasservermehrung durch Zuschußwasser auf den Schifffahrtskongressen.

Nicht ohne merkbaren Einfluß dürften die Talsperrenanlagen im Ruhr- und Wuppergebiet auf die Wasserführung des unteren Rheins sein und es böte Interesse, dies durch Pegelbeobachtungen zu prüfen. Im Ruhrgebiet sind zurzeit 187 Mill. cbm Aufspeicherungsraum vorhanden. Nach dem Wasserwirtschaftsplane rechnet man, daß in trockener Zeit täglich 10000 cbm auf je 1 Mill. cbm Stauinhalt abgegeben werden können. Vertragsmäßig kann die höchste Tagesabgabe bis 15000 cbm betragen. Unter Zugrundelegung der ersteren Zahl würde der Wasservorrat, wenn man nur eine einmalige Füllung als Nutzwassermenge annimmt, hinreichen, um an 100 trockenen Tagen 22 cbm/sek. dem Rheine zuzuführen. Dabei ist der sommerliche Zufluß zu den Becken außer Rechnung gelassen. Hinzu kommt noch das Zuschußwasser aus dem Betriebe der 20 Mill. Stauraum im Wuppergebiet. Es dürfte sich daraus eine Aufhöhung des unteren Rheines bei Niedrigwasser um etwa 10 cm ergeben.

zum

um.

gewöhnliche Regenfälle niedei' (s. nachstehende Tab. 82). Dazu kam warmes Wetter, das auf den Höhen bis 5° erreichte.

Tiefe fest gefroren und nicht aufnahmefähig. So gelangte aller Niederschlag glatt

Wasserwirtschaftliche Betriebsergebnisse des Hochwasserschutzes. Zum ersten Male hatten die deutschen Talsperren im größeren Maße bei dem Hochwasser vom Februar 1909 Gelegenheit, ihren Zweck für den Hochwasserschutz zu erfüllen, auch solche Sammelbecken, die diesem Zwecke nicht eigentlich dienen. In den ersten Tagen des Februar jenes Jahres kam ein Hochwasser von ungewöhnlicher Höhe Abfluß. Es erreichte im Ruhrgebiet etwa die große Flut vom November 1890. Nach einer langen Trockenheit im Herbst 1908 trat im Januar 1909 Frost ein, der bis gegen Ende des Monats anhielt. Dann folgten Schneefälle, die sich besonders im bergischen Land und im Sauerlande hoch ablagerten. Ihre Höhe als Niederschlag gemessen wird durchschnittlich zu 2—3 m angegeben. Plötzlich schlug die Witterung In 3—4 Tagen gingen in einzelnen Bezirken des Bergischen Landes außer-

Der Untergrund war bis zu einer gewissen

zur

Abströmung.

war um so

vom geteilt werden.

Die vorherige Trockenheit hatte die Talsperren ziemlich leer werden lassen und alle Wasserwerke klagten über Wassermangel. So lagen die Verhältnisse für die Zurückhaltung günstig. Die Talsperren füllten sich und Millionen Kubikmeter Wasser wurden abgespeichert, und wenn zwar vereinzelt einiger Schaden eintrat, so wurden doch die Verheerungen durch den Talsperrenraum wesentlich gemildert. Diese irkung bemerkenswerter, weil die Hochflut sehr plötzlich auftrat und es nicht möglich war, Vorkehrungen zum Schutz zu treffen, wie z. B. bei dem großen Hochwasser November 1890. Nachstehend mögen einige wesentliche Zahlenergebnisse mit

Tab. 82. Niederschläge im Wupper gebiet in der Zeit vom 30. Jan. bis 6. Febr. 1909 in mm.

Lingesetalsperre Datum Messungspunkt 325 N. N.

Neyetalsperre Messungspunkt etwa 300 N. N.

Bevertalsperre Messungspunkt 270 N. N.

mm

mm

mm

Herbringhausertalsperre (Barmen) Messungspunkt etwa 232 N.N.

mm

30.    1.

31.    1.

8,1

5,4

2,6

1. 2.

13,2

Schnee

OS

6,2

5.8

Schnee

CO

GO

2. 2.

2,7

3. 2.

4. 2.

20,5

1,3

5. 2.

58,1

6. 2.

34,3

co    o

*-Q t-H rH    CD

9,3

73,3

42,3

11,5

10,1

0_ 0_ Cvf cT t>" œ « th

Die Talsperren im Wuppergebiet¹). Es kommen im Gebiet der Wupper für den Hochwasserschutz der Städte Elberfeld und Barmen 4 Talsperren in Betracht:

1. Die Lingesetalsperre, 2. Die Neye-, 3. Die Bever-, 4. Die Barmer-Talsperre. Näheres s. Tab. 3

auf S. 13.

Im ganzen umfassen diese 4 Talsperren ein Gebiet von 48,2 qkm. Das ganze Niederschlagsgebiet der Wupper oberhalb Barmen ist rund 310 qkm. Es werden somit rund 16 v. H. der Gesamtfläche abgesperrt. Die wasserzurückhaltende Wirkung hat jedoch verhältnismäßig einen größeren Anteil, weil die Niederschläge in den oberen Gebieten, in denen die Talsperren liegen, höhere sind, als der Durchschnitt. Die zurückgehaltenen Wassermassen in den zwei Tagen der größten Flut (4. u. 5. Februar 1909) betrugen:

%80 cbm.pvo Seckimde.

Lingesetalsperre 815000 cbm Neyetalsperre Bevertalsperre 1875000 » Barmertalsperrre 480500 »

Die Wasserführung der Wupper in den Tagen vom 29. Januar bis 12. Februar 1909 ist aus der Abb. 328 ersichtlich. Die während der höchsten Flutwelle am 4. u. 5. Februar in den 4 Talsperren zurückgehaltenen Wassermassen betragen danach 39,2 cbm in der Sekunde. Die Verminderung des Wasserstandes in Elberfeld-Barmen berechnet sich darnach zu 0,37 m. Es erscheint sicher, daß eine Erhöhung des ohnehin gefahrbringenden Wasserstandes um dieses Maß in den kritischen Stunden die Einwirkung des Hochwassers weit schlimmer, als geschehen, gestaltet hätte. Dabei wird man nicht außer acht lassen dürfen, daß diese Talsperren nur zu einem ganz geringen Anteile dem Hochwasserschutz als solchem dienen und daß dieser Schutz erzielt wurde im regelrechten Betriebe ihrer eigentlichen Zwecke (Niedrig-wasseraufhöhung und Trinkwasserversorgung).

Die Talsperren im Ruhrgebiet. Es kommen in Betracht Talsperren mit zusammen 32,40 Mill. cbm Stauinhalt und 151 qkm abgesperrtem Niederschlagsgebiet (s. die Tab. auf S. 128). Der gesamte Zufluß zu allen im Gebiete der Ruhr, Lenne und Volme belegenen Sammelbecken während der Hochwassertage ist auf

940000 »

l) Die Talsperre 1909, S. 151.

210

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/Durch d. Talsperren zu-, j rucltgehcdterieii Tihsser-iiiengen=39,zebm.ind. Seck. b. dMćhsten Fltitvr.

:,__höchste Flutwelle =

236,i cbm.in der Seck.

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///' DerWasserabfl.dMhpper, in Elberfeld betrug / i.Fpö. n.tUGMGO cbm. / J "    70.834,060 "

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29.30.37. 1. 2. 3    4. o 6- 7. 8. O. 70.lt. 72.

Jan.

Abb. 328. Der Wasserabfluß in der Wupper während der Hochflut yom Februar 1909 und seine Beeinflussung durch die Talsperren.

Feb.

16 Mili. cbm zu beziffern. Die Ruhr bei Mülheim führte in diesen Tagen als Höchstabfluß rund 900 cbm, während im Jahre 1890 der größte Abfluß 1110 cbm/sek. betrug. Die zurückgehaltene Wassermasse würde den Wasserabfluß am kritischen Tage etwa um 8 Mill. cbm und damit den Wasserstand um etwa 15 cm erhöht haben.

Die Urfttalsperre (Stauinhalt 45,5 Mill. cbm). Beim Eintritt der Hochflut betrug der Inhalt des Beckens 20,5 Mill. cbm. Am ersten Tage der Flut flössen rund 7 Mill. cbm zu. Der höchste sekundliche Zufluß war etwa 100 cbm. Die Ruhr bei Heimbach hatte einen Stand erreicht, der den höchsten Wasserstand vom Jahre 1890 noch um 30 cm überschritt. Es dürften dabei in der Sekunde etwa 250 cbm abgeführt worden sein. Die Verminderung, die durch Wasseraufspeicherung in der Ruhr erzielt wurde, wird zu 0,5 m geschätzt, wodurch bedeutender Schaden verhütet wurde.

Die Anlieger dieser Flüsse haben somit einen ansehnlichen Hochwasserschutz ohne eigentliche Gegenleistung gehabt. Denn nur die Städte Elberfeld und Barmen zahlen einen Beitrag zu den jährlichen Kosten der Wuppertalsperren. Die Beiträge der Triebwerkbesitzer für die aus den Talsperren gewonnene Kraft erreicht aber eine so bedeutende Höhe, daß sie zum Teil die wirtschaftliche Grenze erreichen. Es könnte demnach wohl in Betracht kommen, die geschützten Anlieger der Flüsse zu entsprechenden Anteilen der Lasten heranzuziehen. Ein gerechter Maßstab würde sich wohl finden lassen.

109.oo cbm.

ifM\ Wassermenge cbm/sek.

Hochfluüvelle am V. Se/Jt. 190Ó.

Zufluß zum Bechen.

70

'Stauinhalt des

Beckens.

60

furehschnittl ■ . Zufluß 56. o cbm.

50

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33.00

35.00

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Mill.

C'-Abfluß aus d. Becken

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12

12

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k---------—9. Sept.05.—--------—**

Abb. 329 a. Hochwasserzurückbaltung der Talsperre bei Harklissa bei der Hochflutwelle vom 4. Sept. 1905.

Die Hochwasserschutzsperren in Schlesien. Wenn zwar der Betrieb der schlesischen Hochwassersperren erst wenige Jahre gewährt hat, so haben sich immerhin schon die Vorteile der Hochwasserzurückhaltung bei einigen wesentlichen Fluten gezeigt. Aber man hat auch erkannt, daß dieser Schutz einer sorgfältigen Leitung und Überwachung bedarf. Wie schon an anderer Stelle (S. 403) dargetan, haben die Sperren mit ständig offenstehenden Flutöffnungen nicht genügenden Schutz gebracht. Es sind Verschlußvorrichtungen nötig und die Größe des Durchflusses muß durch mehr oder minder weites Öffnen der Schütze derart geregelt werden, daß nach Maßgabe der Abflußverhältnisse und unter Berücksichtigung der Aufnahmefähigkeit des unteren Bachlaufes den Anliegern Ruhe und Sicherheit gebracht wird. Auch den schlesischen Talsperren gab das Hochwasser vom Februar 1909 Gelegenheit, ihre Wirkungs-

130

120

110

100

Wassenmenge cbm/seh.

Hochflutwelle am l - 6.Febr. 1909.

Zufluß zumBecken

-8,0

r Stauinhalt des Beckens.

- 7,0

Durch sehn üü\ Zufluß 56Ąc:btn.

- 6,0

~y

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22.oo

Mill.com. Staiiinhalt

D. Z.\lZ,o cbm.

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(Abfluß aus dem . Becken.

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DZ. 19,3 cbm.

---~Jd.A./8,o cbm.

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12

12

'l.Febr.

iß

12

S.Febr.

12

12

G.Febr.

90

Wassermenge chm/seh.

f StauinhaZt des Beckens

9,0

80

8,0

-Zufluß

70

zum. Becken

Hochflutwelle

am 2. Juli 1909.

7,0

60

LP.

7, 65.0 cbm.

6,0

50

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20

zrrń

HAbfluß aus deniBecken ■

30

B.Z.25,.; cbm

Mül.cbm Stauinhalt:

3.0

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1Z

2. Juli

12

12

12

Abb. 329 b. Hochwasserzurückhaltung der Talsperre bei Marklissa bei den Hochflutwellen des Jabres 1909.

weise zu zeigen, indem nennenswerte Schäden an den hochwassergefährlichen Flüssen nicht entstanden sind. Die Hochflut des Bober hielt sich Dank der in den Becken von Buchwald und Warmbrunn aufgespeicherten Wassermassen in mäßigen Grenzen. Über die Wirkungen des Hochwassers von 1907 im Gebiet der Neiße und Landecker Biele s. Kulturtechniker 1908, S. 75.

Tab. 83. Hochwasserzurückhaltung der Talsperre bei Marklissa bei den Hochfluten 1905, 1906, 1907, 1909 und 1910.

Datum

Maximale

Zuflußmenge

Abgelassene

Wasser

menge

Zurück

gehaltene

Staumenge

Bemerkungen

cbm/sek.

cbm/sek.

cbm

1905

1906

1907

4. Sept. 17. März 2. Mai 15. Januar

109,00

70,00

16.

60,00

55,00

70,00

1909

1910

20. März 14. Juli 20. Dezb.

4.    Febr. 22. März

2. Juli

5.    Mai 10. Juli

1. Sept.

8. »

70,00

160,00

70,00

28,00

40,00

29,00

20,60

59,00

20,00

20,20

13,60

140,00

90,00

90,00

60,00

130,00

90,00

45,00

2,61

3,56

45,00

26,80

10,87

6,40

33,00

2 400000 850000 1000 000

2    440000

60 000 1 200000 4 860000 1780000 4 630 000

3    350000 810000

1 765 000 3 867 000 2160000 337000

vgl. Abb. 329 a

vgl. Abb. 329 b

vgl. Abb. 329 b

Die Abb. 329a u. b und die Tab. 83 geben Aufschluß über den Verlauf der Hochfluten des Qneis in den Jahren 1905—1907, 1909 und 1910 nach Inbetriebnahme der Talsperre bei Marklissa. Man ersieht daraus, in welchem Maße die zurückhaltende Wirkung des Beckens zur Geltung gekommen ist. Durch verschiedene Darstellung ist der Zufluß, der Abfluß und der Stauinhalt des Beckens während der Flutwellen vom 4. September 1905, 4. bis 6. Februar 1909 und am 2. Juli 1909 veranschaulicht. Als Ergebnis erkennt man, daß bei der ersteren Flut der größte Zufluß von 109 cbm/sek. und der größte Abfluß aus der Talspere 35,0 cbm/sek. betrug. Die Zurückhaltung beziffert sich also auf 74 cbm/sek. Bei der zweiten Flutwelle zeigt sich der Hochwasserschutz am stärksten. Bei einem Zufluß aus dem Niederschlagsgebiet von 140 cbm/sek., führt der Queis unterhalb nur 22 cbm/sek. Weniger groß ist der Einfluß auf die dritte Welle, bei der der größte Zufluß von rund 90 cbm/sek. auf 45 cbm/sek. ermäßigt wurde. Es ist dies darauf zurückzuführen, daß die Flut auf ein verhältnismäßig gefülltes Becken traf (fast 7,0 Mill. cbm)⁴). Im ganzen darf man den Einfluß des Schutzbeckens als günstig bezeichnen.

wasser vom

mais ein Gebiet von 33,29 qkm und haben das bedeutende Hochwasser in der Neiße, das infolge der Niederschläge vom 13. bis 15. Juli eintrat, derart abgeflacht, das keine erheblichen Überschwemmungen und Schäden verursacht wurden. Nach Ablauf der Hochflut wurde das aufgespeicherte Wasser nach und nach abgelassen. Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über die während der Tage vom 13. bis 15. Juli eingetretenen Wasserzuflüsse, die zurückgehaltenen Wassermengen und das abgelassene Wasser⁵). Man erkennt daraus die sehr bedeutende Verminderung der Wasserführung im Unterlauf der Sperren gegenüber dem Zufluß aus ihrem Niederschlagsgebiet.

Die böhmischen Talsperren im Gebiet der Görlitzer Neiße haben bei dem Julihoch-Jahre 1907 ihre erste große Probe bestanden. Die fertigen Talsperren beherrschten da

zu

Talsperre

Größter

Stau

inhalt

Nieder

schlags

gebiet

Wasser

zufluß

Ab-

Stau wassermenge vom gelassenes 13. bis 14. Juli    Wasser

cbm

qkm

cbm/sek.

cbm

cbm /sek.

Harzdorf Friedrichswald (Schwarze Neiße) Voigtsbach Mühlscheibe

630 000 2 0C0000

250 000 250 000

05 J3Ï

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155 000 86 000

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0,8 später 2,0 0,8    »    1,5

§ 74. Fischereibetrieb in den Talsperrenbecken. Bei Anlage der ersten deutschen Talsperren ist auf die Fischereinutzung im allgemeinen keine Rücksicht genommen, obwohl diese Nutzung ihren sonstigen Zwecken nicht entgegensteht. Man kann vielmehr annehmen, daß die Fische zur Reinhaltung des Wassers beitragen, ein Umstand, der bei den Trinkwasserbecken nicht außer acht gelassen werden darf. Gegenüber den großen wirtschaftlichen Aufgaben, die die Talsperren zu erfüllen haben, tritt diese Nebennutzung allerdings in den Hintergrund, wenn man zwar die Erträge aus der Fischerei immerhin gerne mitnehmen wird. Daher möchte diesem Gegenstände in dem Talsperrenbetriebe auch eine höhere Aufmerksamkeit zuzuwenden sein als bisher geschehen. Man hat bei Inbetriebnahme der Becken meist nicht einmal für nötig gehalten, Fische einzusetzen. Die Fische haben sich dann aus den Zuflüssen im Becken ohne Zutun gesammelt. Durch die in solcher Weise zwanglos sich ergebenden Einnahmen darauf hingewiesen, beginnt man gegenwärtig der Fischzucht mehr Anteilnahme entgegenzubringen und in mehreren Staubecken ist neuerdings Fischbrut ausgesetzt worden. Es scheint, daß die Bachforelle, die schon vordem meist in diesen Gebirgsbächen lebte, sich am besten für diese Art Fischzucht eignet. Daneben kommen die Regenbogenforelle, Bachsaiblinge u. a. vor. Um erhöhte Erträge aus der Fischerei zu erzielen, empfiehlt es sich, das Fischereirecht für den ganzen Flußlauf oberhalb der Talsperre erwerben, da sonst die an den Oberlauf zum Laichen eintretenden Fische von anderen Fischberechtigten fortgefangen werden. Im allgemeinen ist ein gutes Gedeihen der Fische in den Staubecken beobachtet worden. Der wechselnde Wasserstand und die sich an den Rändern des abgesenkten Beckens bildende kleine Vegetation bieten bei steigendem Wasser den Fischen eine gute Nahrung dar. Die der Sonnenseite zugekehrten Wasserflächen haben sich ergiebiger gezeigt als die übrigen. Künstliche Fütterung findet im allgemeinen nicht statt. Es wirkt auf den Fischbestand ungünstig ein, daß gerade in heißester Zeit im Sommer nur eine geringe Zufuhr von frischem Wasser stattfindet. Bei Trinkwasserbecken ist das Aufrühren des Wassers beim Abfischen störend, wie denn überhaupt das Fischen mit Tiefnetzen oft schwierig ist wegen der Felsspitzen und Steine, an denen die Netze leicht zerreißen.

Die Fischerei ist meist verpachtet. Aus der nachstehenden Tabelle 84 ist ersichtlich, welche Erträge hieraus bei den einzelnen Becken gewonnen werden. Da diese Anlagen meist noch neu sind, so sind bei einer Reihe von Talsperrenanlagen Einnahmen noch nicht zu verzeichnen bzw. es ist überhaupt noch kein Abfischen erfolgt¹).

V) zum Teil nach Wasserwirtschaft und Wasserrecht 1907, S. 129, wo sich eine ausführliche Erörterung dieser Frage findet; vergl. ferner a. a. 0. 1909, S. 114 u. 125; 1912, S. 288. Allg. Fischereizeitung 1907, S. 418 u. 1909, S. 51, 69 u. 100.

Tab. 84. Fischereierträge aus Talsperrenbetrieben.

Talsperre

Stauinhalt in Milk cbm

Einnahmen aus der Fischerei im Jahr Mk.

Bemerkungen

Eschbachtalsperre bei Kemscheid Lingesetalsperre Eonsdorfer Talsperre Solinger Talsperren Heilenbeckertalsperre Fuelbeckertalsperre Gileppe (Belgien)

°-    » ^ o ^

rH    (M O ro O O -p-1

400-600

650

400

300—400

300—450

400—500

300—800

Die Kosten der Talsperren s. Tab. 3 u. 4.

Fischbestand Forellen

An der Ennepetalsperre hat man die Zuflüsse zum Becken durch eine Mauer mit eingelassenen Eisenrohren abgeschlossen um zu verhindern, daß die Fische zur Laichzeit in die Bäche hinaufsteigen und dadurch für die Fischnutzung im Becken verloren gehen. Ähnliche Einrichtungen sind auch in anderen Becken getroffen. Bei den Becken, bei denen nicht eine Bereinigung der Grundfläche von Wurzeln und Baumstümpfen erfolgt ist, haben sich diese dem Fischen mit Netzen als sehr hinderlich gezeigt, wie z. B. an der Urfttalsperre. Die Anlage von Fischbruteinrichtungen wird sich empfehlen, um das Material zum Besetzen der Seen zu erhalten. An der seit dem Jahre 1876 gestauten Gileppetalsperre hat sich der anfängliche Fischreichtum stark vermindert, und die Einnahmen sind zurückgegangen. Es scheint, daß dies in besonderen Verhältnissen dieser Talsperre seinen Grund hat. Als besonders nachteilig hat sich hier die Einsetzung von Barschen für die Entwicklung der anderen Fischarten erwiesen; diese wurden vernichtet. Man hat hier neuerdings Versuche mit dem Einsetzen von Hechten gemacht. Die Wahrung der Fischereiinteressen findet zum ersten Male in vermehrtem Maße bei der Errichtung der Waldeckertalsperre Beachtung.

Als wesentlichste Forderungen und Leitsätze für die Pflege der Fischzucht in den Talsperrenbecken sind zu bezeichnen:

1.    Abräumung der Becken von Bäumen und Sträuchern mit Wurzeln; Felsblöcke sind zu enfernen.

2.    Anlage kleiner Becken innerhalb der großen Weiher, um das Fischen beim Ablassen der Hauptbecken zu erleichtern.

3.    Anlage von Fischbrutanstalten.

4.    Sicherung der Fischerei in den Zuflußstrecken seitens des Besitzers der Tal-damit sich die Forellen zum Laichen dort aufhalten können. Beide

sperre,

Gewässer — Becken und Zuflußbäche — sind als ein zusammenhängendes

Wirtschaftsganzes anzusehen.

5. Als der zweckmäßigste Fisch erscheint die Bachforelle.

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§ 75. Nachträgliche Aufhöhung von Sperrmauern. Der Anlaß zu einer nachträglichen Erhöhung der Sperrmauern ist immer naheliegend. Mit einer kleinen einfachen und billigen Hilfskonstruktion ist es oft möglich, den Stauinhalt des Beckens um 100000 bis 200000 cbm, bei großen Anlagen um noch mehr zu vergrößern. Nicht nur, daß sich im oberen Teile der Sammelbecken der hinzukommende Inhalt verhältnismäßig billiger als im unteren Teile wird (s. S. 96). Dies ist in noch stärkerem Maße der Fall, weil man die Mauer nicht mit vollem Querschnitt, sondern oft mit einer billigen Stauvor-richtung zu Lasten des freien Raumes zwischen Überlaufhöhe und Mauerkrone aufhöht. Sicher ist, daß auf so einfache Weise die Wirtschaftlichkeit gesteigert wird, aber dererseits wird man doch auch bedacht haben müssen, zwischen Wasserspiegel und Mauerkrone ein angemessenes Maß zu halten.

Die nachträgliche Aufhöhung der Sperrmauer kann erfolgen:

1.    Durch Aufhöhung der Überläufe (Aufsatzbretter, Dammbalken, Eisenblech).

2.    Durch Aufmauerung der Sperrmauer.

3.    Durch Aufmauerung und Verstärkungspfeiler.

Zu 1. Das vielfach übliche Maß von 1,0 m zwischen Überlauf und Mauerkronenhöhe ist, wie bereits früher (S. 395) ausgeführt wurde, an sich kein fest vorgeschriebenes. Es ist hergeleitet aus der Erfahrung.

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Die Bestrebungen sind aus den oben {S. 395) angeführten Gründen in Deutschland in letzter Zeit vielfach darauf hinausgegangen, den Wasserspiegel normal bis etwa 50 cm unter Kronenhöhe anzuspannen. Man erkannte, daß der Stauinhalt des Beckens knapp bemessen war im Verhältnis zum Wasserreichtum des Tales und wollte auf diese einfache Weise nachträglich den Fehler _____ wieder gut machen, um das Unternehmen wirtschaftlicher zu gestalten.

Als Helfer in der Not mögen solche Bestrebungen noch hingehen; aber sie sollen nicht zur Gewohnheit werden. Man soll daran gehen, mit Vorsicht den Stauinhalt auskömmlich dem Wasserabfluß anzupassen und nicht auf Kosten der Verläßlichkeit des Betriebes arbeiten.

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Will man den Stauraum — der Kostenersparnis halber — nicht gleich in voller Größe ausbauen, so soll man zum wenigsten die spätere Aufhöhung in einer alle billigen Anforderungen erfüllenden Konstruktion vorsehen. Die Begründung nachträglicher Aufhöhung mit der wirtschaftlichen Notlage eines derartigen Unternehmens, wobei dann oft die beim Bau entstandenen Kostenüberschreitungen infolge tieferen Feldaushubes, schlechter Steinbrüche, Bauverzögerungenu, a.m ins Feld geführt werden, hat immer etwas Mißliches.

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Wenn somit einer derartigen Aufhöhung durch Dammbalken usw. und Verminderung des freien Raumes von 1,0 m nicht das Wort geredet werden kann, so sollen doch einige derartige Konstruktionen hier erwähnt werden.

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1.    Die Remscheider Talsperre im Eschbachtale. An dieser Sperrist anfänglich in einfachster Weise durch Aufsatzbretter auf der Oberkante des Überlaufs eine Vergrößerung des Stauraumes um etwa 65000 cbm geschaffen worden. Die Vorrichtung war jedoch etwas dürftig und stark undicht; sie ist später durch eine eiserne Blechwand ersetzt worden.

2.    Die Aufhöhung des Mauerüberlaufs der Jubachtalsperre durch Dammbalkenverschluß um 50 cm (Abb. 330). Es ist dies ein beweglicher Verschluß. Die Jubachtalsperre hat einen Stauinhalt von 1 Mill. cbm. Durch die

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Aufhöhung um 50 cm werden 50000 cbm Aufspeicherungsraum gewonnen. Das ^^er]atfsf derTrf Niederschlagsgebiet beträgt 6,6 qkm. Der größte zu erwartende Abfluß ist bachtaisperre durch Damm-1 cbm sekundlich vom qkm. Es sind drei Öffnungen von je 4,14 m vorhanden.

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die Überlaufhöhe h zu 35 cm, so daß dann der Wasserspiegel noch 15 cm unter der Mauerkrone verbleibt. Die Pfeiler des Überlaufs sind vorgezogen und mit Dammbalkenfalzen versehen. Drei Balken überspannen je eine Öffnung von 4,14 m lichter Weite. Sie sind mit Ringen zum Ausheben versehen. Die Dammbalken an der Jubachtalsperre müssen in der Zeit des Frostes und wenn große Anschwellungen des Baches eintreten, entfernt werden. Dabei hat bei vollem Becken naturgemäß das

37

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

Herausheben der Balken langsam zu erfolgen, um durch das abströmende Wasser den Ablauf unterhalb nicht zu stark zu belasten. Das Gleiche geschieht an der Glörbachtalsperre, wo in dem 15 m langen, 0,50 m unter Mauerkrone liegenden Überfall ein Dammbalkenverschluß von nur 1,0 m Breite und 50 cm Höhe vorhanden ist. Hier ist außerdem Vorschrift, daß der Wärter bei starkem Steigen des Wasserstandes im Becken die Mauer zweimal, und während des Übei’laufens täglich einmal auf ihren ordnungsmäßigen Zustand besichtigen muß. Die Dammbalken dürfen erst wieder eingesetzt werden, wenn das Eis im Becken vollständig geschmolzen ist. In ähnlicher Weise ist an der Talsperre im Ö sterta le von

3 Mill. cbm Stauinhalt eine Erhöhung des Überfalls um 40 cm durch

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Dammbalken herbeigefiihrt. Durch diese 40 cm werden 100000 cbm Stauinhalt gewonnen. Niederschlagsgebiet ist 12,6 qkm groß; der jährliche Abfluß beträgt im Mittel 10,5 Mill. cbm. Die Überlaufhöhe berechnet sich bei einer Gesamtlänge des Überfalls von rund 26 m zu 47 cm (Hochwasserabfluß 1,5 cbm vom qkm) und es verbleibt dann der Wasserspiegel noch 13 cm unter Kronenhöhe. Der Überfall liegt in der Mauermitte. Die Brückenüberführung über dem Überlauf ist entsprechend um 40 cm gehoben worden.

Am Überlauf der Bevertalsperre ist eine selbsttätige Klappe eingebaut. Sie soll das Wasser im Becken über das normale Maß anspannen, aber das Überschreiten eines bestimmten Wasserstandes verhindern. Bei einem vorgeschriebenen Wasserstande, der durch eine Walze eingestellt werden kann, hebt sich die winkelartige Konstruktion durch den Wasserdruck und das Y asser kann abfließen. Über den Wert solcher selbsttätigen Betriebseinrichtungen s. S. 376.

Ein vorläufig nur teilweiser Aufbau einer Sperrmauer, um die vollständige Hoch-führung einem späteren Zeitpunkt zu überlassen, ist vom technischen Standpunkt und für die Güte des Bauwerks nicht wünschenswert. Jede Unterbrechung in der Mauerarbeit bringt einen weniger guten Zusammenhang des alten Mauerwerks mit dem neuaufgebrachten Mörtel mit sich, als die Kohäsion eines gleichmäßig hochgetührten Bauwerks erzielt. Wenn nach dieser Bichtung hin schon eine kürzere Unterbrechung schädigend wirkt, so würde dies noch in erhöhtem Maße der Fall sein, wenn der spätere Aufbau erst nach Jahren erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß bei Talsperrenausführungen schon die unumgänglich winterlichen Unterbrechungen im gewissen Grade trennende Fugen im Mauerwerk herbeifiihren, die das Durchsickern des Wassers begünstigen. Man ist daher bestrebt, durch schnelle Arbeit solche winterlichen Pausen im Interesse der Güte des Bauwerks nach Möglichkeit zu vermeiden, und es möchte ein nur teilweiser Ausbau einer Sperrmauer — etwa wegen Mangels an Geld — und die spätere Vollendung lediglich als Notbehelf anzusehen sein, der, wenn irgend möglich, vermieden werden sollte. Immerhin kann dieser Fall praktische Bedeutung erlangen, wie das folgende Beispiel zeigt.

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(s. S. 562) die Aufhöhung erwünscht erscheinen und sie wird für die nächste Zeit geplant.

Bei der Talsperre der Stadt Nordhausen im Südharz (s. S. 41) ist die Möglichkeit oflfen-gehalten, die Mauer um 2 m aufhöhen zu können (Abb. 4 auf Taf. I). Eine Vergrößerung des Staukonnte erwünscht erscheinen, falls mit der Sammelbeckenanlage, die ursprünglich lediglich für Trinkwasserzwecke geplant war, eine Kraftausnutzung verbunden werden sollte. Diese frage aber beim Bau der Talsperre noch nicht entschieden. Durch die Aufhöhung kann der Stauinhalt des Beckens von 770 000 cbm auf 1,0 Mill. cbm vermehrt werden, wodurch ein besserer iAus-gleich des Wasserabflusses gewonnen würde. Als weiterer Grund, den vollen Ausbau noch zu verschieben, kam hinzu, daß die Wasserabflußverhältnisse zur Zeit des Baues noch nicht genügend bekannt waren. So mußte es zweckmäßig erscheinen, die Kapitalien für die höhere Mauer zunächst vorläufig nur insoweit festzulegen, um die Möglichkeit hierzu zu wahren. Die statische Untersuchung erweist, daß die Aufhöhung um 2 m bis zu 445,7 bei den gewählten Abmessungen der Sohlenbreite sehr wohl möglich ist. Die Drucklinie verbleibt an der Grenze des mittleren Drittels. Die größte Beanspruchung des Mauerwerks wird 7,0 kg/qcm. Die Kronenbreite ist auf 4,0 m bemessen und würde bei der Aufhöhung sich auf 3,50 m vermindern. Dies Maß erscheint immerhin noch ausreichend. Das Verhältnis der Höhe zur Grundbreite beträgt dann 0,70 m. Eine Erhöhung der Mauer hat bisher nicht stattgefunden. Es ist zunächst durch Einsetzen von Schützen am Überlauf eine Vergrößerung auf rund 850000 cbm herbeigeführt. Doch lassen die bisherigen Betriebsergebnisse

Es sei bemerkt, daß auch bei dem Bau der Talsperre in Mauer (Schesien) der nur teilweise Aufbau zunächst in Aussicht genommen war; man nahm jedoch aus den dargelegten allgemeinen Gründen davon Abstand, und führte die Sperrmauer gleich in voller Höhe aus (s. S 407).

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   Zentralbl. d. Bauverwaltung 1909, S. 394, vergl. auch Zeitschrift für Bauwesen 1900, S. 376.

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   Nach den dem Verfasser freundlichst überlassenen Rechenschaftsberichten des Ruhrtalsperrenvereins.

³

XII. Internat. Schiffahrtskongreß 1912, 1. Abteil. 1. Frage.

⁴

   Nach Mitteilung von Baurat Bachmann.

⁵

²)    Österreichische Wochenschrift f. d. öffent. Baudienst 1907, S. 520 und Zeitschrift d. Ver. deutsch. Ing. 1907, S. 1435.

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Abb. 331. Erhöhung der Talsperre der Stadt Lennep. Pfeilerquerschnitt.

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Abb. 332. Erhöhung der Talsperre der Stadt Lennep. Querschnitt zwischen den Pfeilern.

Erhöhung der Talsperre der Stadt Lennep (Abb. 331—333) Die Talsperre liegt anf 300 m über mittlerer Meereshöhe (N. N.). Der mittlere Jahresniederschlag beträgt 1235 mm, der Abfluß ist im langjährigen Mittel 68 v. H. Das Niederschlagsgebiet ist 1,5 qkm groß, der jährliche Abfluß i. M. 1,3 Mill. cbm.

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Das alte Becken hatte 120000 cbm Inhalt und eine größte Mauerhöhe von 11,5 m. Ein kleines Vorbecken fast 32000 cbm. Die Mauerstärke betrug oben 1,6, unten 7,5 m und die sichtbare Länge der Mauer 100 m; einschließlich der in die Hänge eingreifenden Teile ist die Gesamtlänge 127 m. Für die Wasserentnahme ist ein Entleerungsstollen von 1,30 m Breite und 1,80 m Höhe vorhanden. Die Mauer ist abgedichtet durch einen doppelten Zementputz. Der innere Verputz befindet sich hinter der Verblendung, außerdem ist die Verblendung selbst verputzt. Die Erhöhung der Mauer um 3,25 m erfolgte im Jahre 1905. Die Stauhöhe wurde dadurch um 3 m gehoben und der Inhalt auf 272000 cbm gebracht. Die Verstärkung der Mauer besteht aus einem System von Pfeilern und Bögen, das vor der alten Mauer zwischen den Felshängen eingebaut ist (Abb. 333). Sämtliche Pfeiler, Verspannungsbögen usw. sind bis auf den festen Fels geführt. Der Überlauf liegt 0,75 m unter Mauerkrone. Unter den Pfeilern sind zackenförmige Ansätze vorhanden, um die Mauerschichten senkrecht zur Drucklinie ansetzen zu können. Zu sämtlichen Mauerarbeiten, den Beton und Verputz, wurde die gleiche Mörtelmischung verwandt. Sie bestand aus 1 Teil Zement -f- 1 Teil Kalkbrei + 1 7ä Teil Traß + 4³/₄ Teil Rheinsand. Das Mauerwerk erforderte 32 v. H., der Beton aus Steinschlag 45 v. H. an Mörtel.

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In 12,5 m Entfernung von Mitte zu Mitte sind 12 Pfeiler 3,0 m stark vorgebaut. Ihre größte Breite ist 8 m. Zwischen den Pfeilern sind senkrechte Gewölbe aus Zementbeton von je 9,5 m Weite gespannt, die im Scheitel 0,5 m stark sind. Sie dienen zur größeren Verstärkung und werden horizontalen Bögen gestützt, die 4,85 m Breite und 2,10 m Gesamthöhe haben (Zementbeton). Diese letzteren bilden ein wagerechtes Verspannungsgewölbe, das bis zu den Pfeilern hingeführt ist. Oben sind ebenfalls wagerechte Gewölbe aus Grauwacke von 9,5 m Spannweite und 2 m Pfeilhöhe als zweite wagerechte Verspannung zwischen den festen Felswänden ausgeführt. Eine genaue Berechnung soll ergeben haben, daß durch diese aufgelöste Bauweise etwa 16 v. H. Anlagekosten gegenüber einer vollen Mauer hätten erspart werden können. Die Bewegung der neuen aufgehöhten Mauer hat bei der ersten Füllung unter dem vollen Wasserdruck rund 3 mm betragen, später sind nur noch Bewegungen von 4 mm infolge Temperaturschwankungen gemessen worden¹)- Die statischen Verhältnisse einer derartig zusammengesetzten Konstruktion sind sehr unübersichtlich und die Berechnung ist wohl nur möglich unter Zuhilfenahme der Elastizitätstheorie, aber auch dann erscheint der Erfolg ungewiß. Vereinfachende Annahmen erscheinen zulässig. Man könnte ein Mauerstück von Mitte zu Mitte der senkrechten Bögen einschließlich des Strebepfeilers als einheitlichen Körper auffassen und als Stützmauerquerschnitt untersuchen (vergl. auch S. 336).

Aufhöhung derEnnepetalsperre (Abb. 334—336). Bald nach Inbetriebnahme der Ennepetalsperre zeigte sich, daß der Inhalt des Beckens zur gleichmäßigen Verteilung des Jahresabflusses nicht ausreichte. Bei nassem Herbst und Winter ging viel Wasser durch den Überlauf verloren, während bei einer längeren Trockenperiode die Talsperre fast versagte, wie im Herbst 1906 und im Sommer 1907, als der Stauinhalt auf rund 600000 cbm gesunken war, während die Ennepetalsperrengenossenschaft bis dahin stets mit einem eisernen Bestände von 2 Mill. cbm gerechnet hatte. Der zeitweise Wassermangel in der Talsperre wurde besonders fühlbar für das Kraftwerk des Kreises Schwelm und für die größeren Triebwerkbesitzer an der Ennepe. Durch die Aufhöhung ist der Wasserspiegel des Beckens um 2,5 m gehoben und hierdurch ein größeres Fassungsvermögen von 2,3 Mill. cbm erzielt. Das Becken faßte bisher 10,3 Mill. cbm, so daß nunmehr 12,6 Mill. cbm zur Verfügung stehen. Dem vermehrten Wasserdruck entsprechend ist das Eigengewicht der Mauer vergrößert. Dies geschah dadurch, daß auf die jetzige Krone eine neue Mauer von 10 m Höhe gesetzt ist. Hierdurch ist erzielt, daß das Gewicht der Mauer erheblich vergrößert wird und die Drucklinie in allen Belastungszuständen im inneren Drittel bleibt, daß also der Mauerkörper an keiner Stelle und in keinem Belastungszustande Zugspannungen aufzunehmem hat. Das neue Mauerwerk ist an den Hängen, wo eine Belastung von 10 m Mauerhöhe nicht erforderlich ist, in Gewölbe aufgelöst. Die geschlossene Mauer ist bis 1 m über Überfallkante hochgezogen. Hierdurch ist eine zweite Mauerkrone geschaffen, welche dieselbe Anordnung zeigt, wie die alte. In einer Höhe von 1 m über der Überfallkante ist ein zweiter Überfall möglich, sobald der gewöhnliche Überfall verstopft ist. Der Mörtel hat die Zusammensetzung 1 Teil Kalk, 1V₄ Teil Traß und 2V₄ Teil Steinsand. Der letztere wurde aus gemahlenen Granwackensteinen gewonnen. Für den Verputz gelangte Rheinsand zur Verwendung.

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Abb. 335. Querschnitt der aufgehöhten Sperrmauer.

Abb. 334—336.    Aufhöhung der Ennepe-Talsperre.

Gewicht des Mauerwerks . . = 2300 kg/cbm Gewicht der Erdhinterfüllung — 1800    »

Für die Berechnung der Überhöhung der Sperrmauer sind dieselben grundlegenden Annahmen gemacht, wie bei dem ersten Ausbau und bei den sonstigen preußischen Talsperren (s. S. 229). Es sind folgende Werte eingeführt:

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Böschungswinkel . ßeibungswinkel mit der Mauer = 0°

Die maximale Mauerwerks- und Untergrundsbeanspruchung für das leere Becken beträgt 9,33 kg/qcm. Die größte Druckbeanspruchung im Mauerwerk tritt für das volle Becken an der Luftseite mit 7,39 kg/qcm ein, an der Wasserseite auf 2,69 kg/qcm zurück. Für den Bau wurden die Gewölbe des Überlaufs abgebrochen und im Überlaufrücken treppenartige Absätze ausgehauen, um einen innigen Anschluß des neuen Mauerwerks an das alte zu erreichen. Der Beton der Mauerkrone wurde aufgerauht und gereinigt. Seine Oberfläche ist vor dem Ansetzen des neuen Mauerwerks mit Zementmilch übergossen. Während der Bauzeit (1912) war ein Überlauf nicht vorhanden; die Regulierung des Hochwasserabflusses erfolgte durch die vier vorhandenen Notdurchlässe in halber Mauerhöhe *) (vergl. auch die Abb. 247 u. 248). Die Kosten des Erweiterungsbaues haben etwa 600000 Mk. betragen.

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Abb. 337.

Aufhöhung der Sperrmauer bei Assuan. Die Mauer ist, wie schon auf S. 4 bemerkt wurde, nachträglich um 5 m erhöht und hierdurch der bisherige Fassungsraum von 1000 Mill. cbm auf etwa 2300 Mill. cbm vermehrt worden. Zunächst wurde zur Verstärkung des Mauerfußes in den Jahren 1905/06 ein kräftiges Sturzbett mit einem Kostenaufwande von annähernd 6 Mill. Mk. hergestellt (s.

S. 351 und Abb. 337). Der alte Querschnitt ist dann im unteren Teile um 5 m verbreitert worden

(Abb. 337). Zwischen dem alten und neuen lassen, um die ungleichen Bewegungen beider Mauerkörper infolge Wärmeausdehnung usw. zu gestatten. Zur Übertragung des Gewichtes der Verstärkungsmauer auf den alten Mauerteil sind in 1 m Abstand Eiseneinlagen von 2,5 m Länge angeordnet. Später wurde der Zwischenraum mit Zementmörtel unter einen einheitlichen Mauerkörper zu schaffen. Dann ist die neue Bekrönung

Mauerwerk ist dabei ein Zwischenraum von 15 cm be-

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Druck ausgegossen,

i) Nach freundl. Mitteilungen des Regierungshaumeisters Raddatz.

von 5 m Höhe aufgesetzt. Der Wasserstand reicht gegenwärtig bei vollem Becken bis 1 m unter Kronenhöhe, während früher ein Spielraum von 3 m verblieb. Der Stausee hat gefüllt eine Länge von 295 km. Dabei werden die Tempel der Insel Philae um 7 m mehr unter Wasser gesetzt, als dies bisher geschah und zum Teil ganz überschwemmt, so daß für ihren Bestand ernste Gefahren bestehen und der Gedanke aufgetaucht ist, die Tempel abzubrechen und an einer anderen Stelle neuaufzubauen¹).

Zu gleicher Zeit mußte auch die Schleusentreppe (s. S. 420) erhöht werden. Es geschah dies durch Ausbau einer fünften Schleuse. Der Erweiterungsbau wurde nach den Plänen von Baker in den Jahren 1907—12 mit einer Kostenhöhe von etwa 31 Mill. Mk. durchgeführt²).

Über die Erhöhung der Sweetwater-Talsperre (s. S. 276) um 4,5 m mittels Eisenbetonbanweise s. Engin. News 30. März 1911 u. Eng. Rec. 21. Sept. 1911, der Halligan-Staumauer, Colo., Amer. Soc. Civ. Engin., Transact. Dez. 1912, S. 112.

§ 76. Nachträgliche Abdichtungsarbeiten an Sammelbecken. Wenn an einer Talsperre, sei es im Mauerkörper selbst oder in den seitlichen Bergbängen nach Beginn der Anstauung sich Undichtigkeiten bemerkbar machen, so entsteht daraus für die Betriebsleitung eine unangenehme Lage, denn die Beseitigung derartiger Schäden ist meist nicht leicht. Die Wirkung der Undichtigkeit ist eine doppelte. In wirtschaftlicher Hinsicht entstehen Wasserverluste, die den Ertrag des Unternehmens beeinflussen müssen, wenn die Verluste ein gewisses Maß überschreiten. Die äußerste Grenze hierfür wird sein, daß die Verluste den Zufluß — etwa in Niedrigwasserzeiten — überschreiten. Und tatsächlich liegen solche Fälle vor, da sehr große Verluste beobachtet worden sind. Weiterhin können wirtschaftliche Nachteile entstehen, wenn unterhalb gelegene Ländereien durch das Sickerwasser verwässert und in ihrem landwirtschaftlichen Ertrag vermindert werden. Als ein wirtschaftlicher Schaden und eine Beeinträchtigung der Rentabilität sind auch die meist ansehnlichen Geldaufwendungen zu bezeichnen, die die Abdichtung derartiger Sickerungen erfordert. Im Sicherheitsinteresse des Werkes kann die Undichtigkeit bedenklich werden, wenn der Wasserzug in einer Art Durchwässerung des Untergrundes besteht, so daß sich unter der Mauer der Wasserauftrieb entwickeln kann, auf den die Mauern meist nicht berechnet sind. Aus diesem Anlaß die Notwendigkeit der Berechnung der Talsperren auf inneren Auftrieb herzuleiten, wäre jedoch verfehlt, vielmehr muß ein solcher durchlässiger Fels als nicht geeignete Gründungssohle angesehen werden. Auch wenn die Wasserverluste in wirtschaftlicher Hinsicht von weniger Bedeutung sind — wie z. B. bei Sammelbecken, die lediglich dem Hochwasserschutz dienen — würde ein langsamer Abzug des aufgespeicherten Vorrats durch den Untergrund aus den oben angegebenen Gründen im allgemeinen bedenklich erscheinen, besonders wenn das Gestein des Untergrundes lösliche Stotfe enthalten sollte (s. S. 160). Solche Anlagen können wohl nur unter besonders gearteten Verhältnissen zulässig erscheinen.

Undichtigkeiten im Mauerwerk selbst in solchem Maße, daß daraus wirtschaftliche oder statische Gefahren entstehen könnten, sind im allgemeinen selten und müssen bei sorgfältiger Ausführung als ausgeschlossen bezeichnet werden. Selbst die Gileppe-talsperre (s. S. 103) hat hierzu noch keinen Anlaß gegeben. Bei deutschen Mauern sind starke Wasserverluste bisher nicht zu verzeichnen, wohl aber besteht eine sehr undichte Mauer in Argentinien. Es ist dies die Talsperre von San Roque am Rrimerofluß. Wie schon an anderer Stelle ausgeführt (s. S. 383), hat das Gewölbe der Entnahmestollen starke Wasseradern. Die Mauer weist außerdem Durchlässigkeit und Risse in der

1)    Deutsche Bauzeitung 1912, 656.

2)    Österreich. Wochenschr. f. d. öff. Baud. 1907, S. 827 u. 1913, S. 46, Engineer, 21. Febr. 1908 u. 17. Jan. 1913. Zentralbl. d. Bauvervv. 1909, S. 408. Engineering 20. 12. 1912.

äußeren Putzschicht auf²). Mehrfach haben sich Undichtigkeiten der die Sperrmauer begrenzenden Berghänge in erheblichem Maße gezeigt. Geringe Sickerungen dieser Art kommen fast an allen Mauern vor und sollen hier nicht weiter berührt werden (s. S. 104).

Von den Beispielen, die wegen ihrer starken Wasserverluste in den Hängen bekannt geworden sind, sollen nachstehend einige besprochen werden. Ob zu diesen mißglückten Unternehmungen mangelhaft geologische Untersuchungen oder geologische Unkenntnis geführt haben, oder ob unsere geologische Einsicht überhaupt nicht so weit reicht, um derartige Wirkungen des unter hohem Druck aufgespeicherten Wassers mit Sicherheit voraussehen zu können, sei dahingestellt. Die erste Aufgabe bei Auftreten der Undichtigkeit ist naturgemäß, die Ursachen festzustellen. Das ist meist eine heikle Aufgabe. Es ist nicht leicht, die Stellen im Becken aufzufinden, an denen das Wasser in die Hänge eintritt. Am Meschederbecken konnte dies vereinzelt an Wirbelbildungen im Wasser festgestellt werden. Noch schwieriger ist es, den Verlauf der Wasseradern zu verfolgen. Oft stehen auch an dem Hange unterhalb der Mauer auftretende feuchte Stellen in gar keinem Zusammenhänge mit dem Becken. Es sind eigene Quellenbildungen. Am einwandfreisten stellt man durch Farbversuche klar, ob die austretenden Sickerwässer aus dem Becken stammen. Wichtig ist es auch — wenn irgend durchführbar — die Größe der Undichtigkeit zu messen.

Als Mittel zur Abdichtung undichter Felshänge kann in Betracht kommen, Klüfte und Bisse mit Mörtel zu vergießen oder m t Beton auszustampfen. Sind solche Klüfte, die vermutlich die Einlaufstellen bilden, nicht vorhanden oder nicht aufzufinden, so ist zu erwägen, den ganzen Hang mit einer Lehm- oder Tondecke zu versehen. Eine solche Lehmdecke muß etwa 1 —l²^ m stark und flach angelegt sein, etwa 1:2. Über die zu wählende Dicke wird im übrigen der Erfolg zu entscheiden haben. Es empfiehlt sich eine Steindecke zum Schutz gegen Wellenschlag.

Zur Erprobung einer neuen Art der Abdichtung sind vom Verfasser in den Jahren 1908/09 Versuche durchgeführt. Der Zweck der Versuche war, festzustellen, ob es möglich ist, eine Kies- bzw. Schotterlage, die auf einer durchlässigen Sandunterlage gleichmäßig ausgebreitet ist, durch aufgelösten Ton oder Lehm nach der Art, wie dies bei dem üblichen Einschlämmen von Kanälen von Schiffsgefäßen aus zu geschehen pflegt, zu einer dicht geschlossenen, wasserundurchlässigen Lehm- oder Tonbetonlage vollzuschlämmen. Der Gedanke zu diesen Versuchen gründet sich auf Beobachtungen des Verfassers beim Bau des Betriebskanals für das Talsperren Wasserkraft- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen³). Aus diesen Versuchen konnte gefolgert werden, daß es durch Einschlämmung möglich ist, eine abdichtende Lehmbetonlage zu gewinnen. Es ergab sich: 1. daß sich die Hohlräume des Kieses und Schotters voll zusetzen, 2. daß es einer Strömung im Wasser senkrecht in die undichte Sandunterlage hinein nicht bedarf. Eine künstlich erzeugte sehr langsame Wasserbewegung hörte praktisch ganz auf, als eine Abdichtung bei Einscblämmung von etwa 5 cm Höhe eintrat. Aber auch dann setzte sich die Einschlämmung der Hohlräume fort. Der Niederschlag der Lehmteilchen erfolgte durch ihre Schwere.

Bei sorgfältiger Einschlämmung wird die Abdichtung bei einer Stärke der Lehmbetonlage von 5—8 cm erreicht. In Rücksicht auf die Unvollkommenheiten in der Bauausführung und den größeren Druck in den Staubecken wird es sich empfehlen,

diese Lage stärker anzunehmen und auf etwa 12—15 cm und mehr zu bemessen. Eine Schutzschicht von 10 cm Kies oder Schotter dürfte genügen, um Aufwirbelungen der Lehmbetonlage zu verhindern. Der Grundgedanke dieser neuen Abdichtungsart ist, die Massen der Abdichtung — Lehm und Kies bzw. Schotter —, die nach dem gewöhnlichen Verfahren übereinander liegen, ineinander zu schachteln. Dadurch wird der Massenaufwand für die neu einzubringenden Massen und die Erdmassenbewegung für die Auskofferung des Bettes verringert. Durch geringere Massen wird dieselbe Wirkung erreicht, wie durch die größeren Massen nach der bisherigen Bauweise.

Das Verfahren dürfte vor allem in Betracht kommen bei nachträglich notwendig werdender Abdichtung von undichtem Gelände und hier größeren Erfolg versprechen, als die gewöhnliche Einschlämmung. Während diese durch die Wirbelungen immer wieder zerstört wird, verspricht dort die Kies- bzw. Schotterbetonlage einen sicheren Bestand. Die Ausführung würde in der Weise zu geschehen haben, daß nach Ausschüttung einer Kies- oder Schotterlage in etwa 25 cm Stärke von Schiffsgefäßen aus die Einschlämmung in 15 cm Stärke erfolgt und der obere Teil etwa in 10 cm Höhe als Schutzlage uneingeschlämmt liegen bleibt. Die Kosten hierfür dürften sich bei den heutigen Preisverhältnissen auf 2,0 Mk. für 1 qm Abdichtung berechnen. Das Verfahren ist in erster Linie für die Abdichtung von Schiffahrts- und sonstigen Kanälen geeignet und bereits mehrfach angewandt (Kanal Rhein-Herne und Berlin-Stettin), kann aber auch sehr wohl für die Deckung von durchlässigen Berghängen an Talsperren zur Verwendung kommen⁴). — Einige Mitteilungen über undichte Berghänge an Talsperren und die getroffenen Maßnahmen zur Abdichtung mögen hier folgen.

Mescheder Talsperre. Über die eigenartigen Felsuntergrundverhältnisse dieser Talsperre ist auf S. 168 näheres mitgeteilt worden. Schon bei der Bauausführung wurde der Abdichtung der Klüfte und dem Abschluß der Mauer an die Felswände die größte Aufmerksamkeit zugewendet. Nichtsdestoweniger traten bei den ersten Anstauungen erhebliche Undichtungen auf. An dem unterhalb der Talsperre gelegenen rechtseitigen Hang machten sich Quellungen bemerkbar und diese bedeuteten eine starke Beinträchtigung des Wasserwirtschaftsbetriebes für das Sammelbecken. Die Undichtigkeit am rechten Hange wurde beobachtet im Jahre 1906 zu etwa 30 cbm in der Min., 1907 zu etwa 17 cbm in 1 Min. Das anfänglich gefüllte Becken mußte wieder abgelassen werden. Die Undichtigkeiten treten vornehmlich ein, wenn eine Stauhöhe von etwa 10 m über Talsohle erreicht ist. Die gesamte Stauhöhe ist 30 m. Die Sickerungen nehmen mit steigendem Wasser zu. Als Mittel zur nachträglichen Abdichtung ist folgendes Verfahren angewandt worden.

Kurz oberhalb der Sperrmauer ist auf etwa 100 m Breite der ganze rechte Talhang mit einer ,1—2 m starken Lehmschicht bedeckt worden, die gegen Abspülen mit einer Steindecke geschützt ist. Auf eine längere Strecke ist das Bachbett der Henne an den Stellen, wo klüftiger Felsen zutage trat, durch eine Lehmdecke gedichtet. Das hierzu notwendige Lehmmaterial (etwa 30000 cbm) mußte vom Ende des Stausees, etwa 5 km entfernt, aus dem Talgelände genommen werden, wo keine Gefahr mehr bestand, daß Einsickerungen des Wassers in den Gebirgshang schaden könnten.

Das durch den Berghang durchsickernde Wasser tritt an verschiedenen Stellen unterhalb der Sperrmauer zutage. Neben dem Hauptabfluß, kurz unterhalb der Sperrmauer, an den Stellen, wo die verschiedenen wasserführenden Schichten durch die Arbeiten zur Herstellung der Baugrube angeschnitten sind, zeigten sich noch einige Ausflüsse in dem unteren Talgelände und verursachten eine teilweise Versumpfung der Wiesen und infolgedessen Schadenersatzansprüche der Grundbesitzer. Diesen Schädigungen ist man mit Erfolg dadurch entgegengetreten, daß man kurz unterhalb der Sperrmauer, etwa in der Höhe der Bachsohle, an jedem Hang je einen Stollen von etwa 70 m Länge parallel zur Sperrmauerachse in den Berg getrieben hat, um so das sich im Hang befindliche Wasser abzufangen und unschädlich abzuführen.

Durch tägliche genaue Beobachtung und Messung der Wassermengen an allen Ausflußstellen ist Fürsorge getroffen worden, daß jede auch nur geringste Veränderung in den Zuständen sofort

Die Sickerungen an den Hängen unterhalb der Gothaer Talsperre haben zu einer genauen Untersuchung Anlaß gegeben, über die das Folgende berichtet wird: Die Menge des aus der östlichen (Kirchberg) Talseite austretenden Wassers ist geringfügig und wohl zum wesentlichen Teile den dort von jeher beobachteten Quellen zuzuschreiben. Für einen Wasseraustritt in der Talsohle unter der Mauer hindurch war kein Anhalt zu gewinnen. Das Wasser entquillt im ganzen der westlichen (Fuchsberg) Talseite, aber bei gefülltem Weiher hier in einer beträchtlichen, bis auf 180 1/sek. zu schätzenden Menge. Diese ist so groß, daß der Betrieb des Stauweihers wesentlich leiden muß, sie wäre auf ein erträgliches Maß zu vermindern. Die Wasseraustrittsstellen verteilen sich zwar auf den ganzen Hang von der Mauer bis zu den ersten Häusern von Tambach in der Nähe der Filteranlagen, vereinigen sich aber doch in der Hauptsache auf die ersten hundert Meter von der Mauer abwärts. Daß die beträchtlichen Wassermengen, die am Hang austreten, nicht in den normalen, in Gesteinen stets vorhandenen Poren und Haarspalten sich bewegen und nicht von solchen durchgelassen werden können, sondern von offenen, vielleicht 1—2 cm weiten Spalten, die als zusammenhängendes System von der Weiherwand um die Mauer seitlich herum durch den Fuchsberg bis in die Umgebung des Stollens reichen, erscheint zweifellos. Es ist zu schließen, daß die Eintrittsstellen in der westlichen Wand des Staubeckens über 4 m Stauhöhe liegen, daß sie innerhalb der ferneren 5—6 m Stau, während deren der Wasseraustritt immer wächst, sich häufen, dann aber nicht weiter zunehmen.

bemerkt werden kann. Wenn auch ein Anlaß zu weiteren Dichtungsarbeiten nicht mehr besteht, so hofft man doch, durch kleinere Nacharbeiten allmählich den Abfluß auf ein geringes Maß herabzudrücken⁵ 6).

Zur Abhilfe wurde zunächst in Vorschlag gebracht:

Die Spalten und Klüfte sollten oberhalb der Mauer abgesperrt werden. Zu diesem Zwecke könnte 10 m oberhalb der Mauer und gleichlaufend mit dieser ein Schlitz in den Berg getrieben werden, dessen Sohle etwa ein Meter tiefer läge, als der tiefste Punkt der wasserführenden Schicht an der betreffenden Stelle und dessen Höhe bis zur Geländeoberfläche reichte. Dieser Schlitz, mit Letten aus dem Keupermergel ausgestampft, durch einen in gleicher Weise hergestellten Querschlitz mit der Dichtungsschicht an der Mauer verbunden, würde, wenn das zwischen ihm und der Mauer liegende Gelände noch mit einer Letteschicht übedeckt würde, voraussichtlich einen vollkommenen Abschluß der wasserführenden Schicht und des ganzen über derselben lagernden Gesteins gegen den See zur Folge haben. Die tatsächlich zur Ausführung gelangten Abdichtungsarbeiten erstrecken sich auf die Herstellung zahlreicher Bohrlöcher, in die Zement unter Druck eingetrieben wurde²).

An der Lingese Talsperre (s. S. 26) hat Unvorsichtigkeit bei Anlage der Steinbrüche zu Undichtigkeiten Anlaß gegeben. Es waren hier am rechten Hange zwei Steinbrüche vorhanden. Der unterhalb der Sperrmauer belegene Bruch war von alters her angelegt und hatte 30 m Abstand vom Flügel der Mauer. Für die Gewinnung der Bausteine eröffnete man einen zweiten Bruch oberhalb und gestattete diesen Steinbruch ebenfalls bis auf 30 m an die Sperrmauer heran vorzutreiben. Der Fels ist Grauwacke und Schiefer, geschichtet, und der Schichtenverlauf liegt in der Talachse. In den Lehmlagen, die zwischen den Gesteinsbänken vielfach vorhanden sind, sucht sich das Wasser seinen Weg um die Flanke der Sperrmauer herum. Den Lauf der Sickerungen hat man durch Versuche mit gefärbtem Wasser verfolgen können. Das Wasser quillt an mehreren Stellen des unteren Steinbruchs lebhaft hervor. Die Undichtigkeit beginnt, wenn die Sperre etwra % gefüllt ist. Man hat die Verluste auf etwa 8000 cbm in 24 Stunden festgestellt an einem Überlauf mit selbsttätiger Aufzeichnung. Zur Behebung der Undichtigkeit wurde der obere Steinbruch mit Lehm und Geröll zugeschüttet und außerdem Lehm eingeschlämmt. Der Erfolg war nur ein teilweiser. Bei einer späteren Besichtigung fand der Verfasser den Steinbruch noch undicht.

Der Konstrukteur muß unter allen Umständen mit der vollen Sicherheit seines

§ 77. Zerstörung von Talsperren. Die Zerstörung einer Sperrmauer oder eines Dammes ist ein so außergewöhnlicher und gegen jede Regel eintretender Fall, daß seine Behandlung in einer Schrift Uber den Talsperrenbau kaum eine Stätte finden sollte.

Bauwerks rechnen und darf die Möglichkeit eines Unfalls gar nicht zu Worte kommen

Versorgung

lassen. Die Sperrmauer muß den anerkannten und bewährten statischen Bedingungen genügen, und sicherlich bedeuten die geringen, heute als zulässig erachteten Materialbeanspruchungen nur einen verschwindenden Bruchteil jener Belastung, die bei der Vernichtung des Stoffes eintritt. Sache des ausführenden Ingenieurs ist es, bei der Umsetzung der Pläne in die Wirklichkeit darüber zu wachen, daß die Voraussetzungen über die Festigkeit der Baustoffe im Bau erfüllt werden. Wenn hier die Untergrundverhältnisse genügend geprüft und die Sorgfalt der Mauerwerksausführung gewährleistet ist, so kann der bauleitende Ingenieur für die nach menschlichen Ermessen unmögliche Zerstörung mit Leib und Leben getrost eintreten. Die Erfahrung erweist das.

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Abb. 338. Vergleich der Standsicherlieit der Querschnitte der Talsperren hei Bouzey und an der Lingese (Wuppergebiet).

Und doch ist der Umsturz von Talsperren zu verzeichnen und hat unsägliches Elend Uber unterhalb gelegene Täler gebracht und Menschen in oft sehr großer Zahl vernichtet.

Ein Beispiel für den Untergang einer Sperrmauer infolge schlechter Gründungsverhältnisse ist aus älterer Zeit die Puentestalsperre. Diese Mauer wurde im Jahre 1790 erbaut und zwar oO m hoch. Der Bruch erfolgte 11 Jahre nach Fertigstellung. Der mittlere Teil der Mauer war auf Pfählen gegründet, die durch ein Kiesbett getrieben waren. Das Wasser fand seinen Weg durch den Ivies und untergrub die Mauer¹).

Ein bemerkenswertes Beispiel für eine zerstörte Mauer ist die Talsperre von Bouzey in Frankreich. Die Mauer war etwa 520 m lang und geradlinig gebaut, bot also nicht die Reserve, die in den im Grundriß gekrümmten Mauern liegt. Ihr Fall (1895) ist aus zwei Gründen zu erklären :

B Proceedings of the Institution of Civil Engineers Vol. CLXXII Sess. 1907/08.

Die Mauer ist ungewöhnlich schwach im Querschnitt. Die Schwäche des Querschnitts gegenüber z. B. der Lingesetalsperre (Rheinland) läßt Abb. 338 erkennen. Intze weist darauf hin, daß bei der Bouzey Talsperre 2 */₂ m Mauerstärke fehlen⁷). Die Rechnung zeigt, daß die Anlage von Bouzey nicht halten konnte. Die Mauer war zu schwach nicht nur in der Bemessung des Querschnitts, sondern auch weil zu leichtes Mauerwerk angewandt war. Das Gewicht des Mauerwerks betrug nur 2000 kg für 1 cbm, während das Bruchsteinmauerwerk aus Lenneschiefer oder aus Granit etwa 2350—2400 kg wiegt. Zudem war das Bauwerk auf Gerolle gesetzt. Die Gründung hatte somit keinen rechten Halt Die Mauer war bei der ersten Füllung zu Anfang der achtziger Jahre, während man das Wasser staute, im mittleren Teile, der von den Hängen abriß, um etwa 30 cm wagerecht gerutscht. Sie riß mehrfach auseinander und man flickte die Risse wieder zu. Man stützte die Mauer durch Strebepfeiler ab (1889), und setzte den gemauerten neuen Fuß auf festen Fels. Nun konnte sie sich nicht mehr wagerecht verschieben, aber es gab der zweite Fehler (schwacher Querschnitt) Anlaß zum Umsturz. Man erklärt sich den Vorgang in folgender Weise: Der Querschnitt entspricht nicht den Bedingungen der Stützmauertheorie, die Drucklinie fiel erheblich außerhalb des mittleren Drittels. Infolgedessen entstanden an der Wasserseite starke Zugspannungen. Die Mauer stürzte um, etwa nach der in Abb. 338 angegebenen Linie. Die ersten Risse waren Zugrisse, die wagerechte Fugenöffnungen herbeiführten, die dort entstanden, wo nach der Navier’schen Theorie die größten Spannungen eintraten. Dadurch wurden die Standsicherheitsverhältnisse wesentlich geändert. Außerdem trat Wasser in die offenen Lagerfugen, und es entwickelte sich^Wasserunterdruck. Die Mauer wurde angehoben und kippte über. Der letzte Teil der Fuge mag abgeschert .worden sein; aber den ersten Anlaß zur Katastrophe gaben die Zugspannungen.

von

in dem Oued (Flußrinne) Fergoug bei den zwar selten, aber sehr heftig eintretenden Regenfällen sich sammelnden Wassermassen für die Bewässerung der im unteren Habra-tale gelegenen Ländereien und Gemüsegärten aufzuspeichern. Das Niederschlagsgebiet jenes Oued ist etwa 800 qkm groß. Das Fassungsvermögen des durch die Talsperre abgesperrten Sammelbeckens beträgt 30 Mill. cbm. Die Länge der Talsperre, in der Krone gemessen, wird einschließlich des Entlastungsüberfalls auf 450 m angegeben, die größte Höhe auf 35 m. Der in nebenstehender Skizze dargestellte Querschnitt (Abb. 339) zeigt nach innen eine geschwungene Linie; nach außen ist es gradlinig begrenzt. Die Talsperre ist in Zyklopenmauer-

Die Zerstörung der Habratalsperre in Algerien. Die Habratalsperre ist um 1860 der Société franco-algérienne mit einem Aufwande von 3,2 Mill. Mark angelegt worden, um die

iA.O

Abb. 339.

werk erbaut.

Die unmittelbare Ursache der Zerstörung des bei Perrégaux angelegten Stauwerks ist jedenfalls ein mit einem schweren Wolkenbruch verbundenes Gewitter, welches über dem ganzen in Betracht Oran fast gleichzeitig sich entlud und in kürzester Zeit außerordentliche Wassermassen auf diese sonst durch ihre Trockenheit sprüchwörtliche Gegend niedersandte. Die während jenes Gewitters und gleichzeitig in der ganzen Landschaft niedergestürzte Regenmenge hatte eine Höhe von 161 mm. Die größten Kantenpressungen in den einzelnen Schichten, welche von der ruhenden Wasser-bei voller Anfüllung des Sammelbeckens hervorgerufen werden, betragen etwa 8 kg/qcm.

Querschnitt der Hahra-Talsperre.

kommenden Teil der Provinz

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Die

Französische Ingenieure führen übrigens auch den Bruch der Habrasperre in Algier zurück auf das Entstehen von Zugspannungen an der Wasserseite infolge Ansteigens des Wasserspiegels bei ungenügender Breite des Überlaufs, wobei die Drucklinie aus dem mittleren Drittel herausfiel⁸). Der obere Teil der Talsperre ist auf eine Länge von 110 m bis zu einer Tiefe von 10 m abgerissen worden, und die Vermutung liegt daher nahe, daß der Zustand des Mauerwerks mangelhaft gewesen sei. Es kann nach den Ergebnissen der Untersuchung von einer Unterwaschung des aus hartem Fels bestehenden Baugrundes nicht die Rede sein. Dagegen wird ausdrücklich hervorgehoben, »daß schon seit langer Zeit das Mauerwerk der Talsperre Besorgnisse erregte und sichtlich in Bewegung _ Sperre ist durch eine Aktiengesellschaft erbaut. Die ungünstigen Temperaturverhältnisse, außergewöhnlich starke Kälte im letzten Winter vor Umsturz und glühende Hitze im Sommer haben die

neten am

2) Proceedings

Zersetzung des Mörtels wahrscheinlich noch beschleunigt. Wenn dies aber der Fall ist, so würde eine größere Profilstärke den Unglücksfall schwerlich verhütet haben¹).

Aus neuester Zeit ist zu erwähnen:

Die Zerstörung der Austin Talsperre in Pennsylvanien (Nordamerika). Am 30. September 1911 ist die Austin Talsperre in Pennsylvanien zerstört worden. Die Wirkung dieses

Durchbruches war eine furchtbare. Austin ist ein Platz von etwa 2300 Einwohnern und der größte Teil des Ortes liegt in dem Tale etwa 2y₂ km unterhalb des Staubeckens. Nach dem Durchbruch der Sperrmauer legte die Wasserwelle diesen Weg nach Angabe von Augenzeugen in etwa 11 Min. zurück. Die Flut riß alles nieder mit Ausnahme einiger weniger höher gelegener Gebäude. Außer der Zerstörung an Gütern ist leider auch der Verlust von weit über 100 Menschenleben zu beklagen.

Die Talsperre war in Beton hergestellt, in den zum Teil größere Steine bis 1 m Seitenlange eingebettet sind. Die Mischung war ein 1 Teil Portlandzement, 3 Teile Sand und 6 Teile Steinschotter. Die Mauer hatte eine Länge von 166 m und eine größte Stautiefe von 14,1 m. Zur Entlastung des gefüllten Beckens war ein Überlauf auf der Mauer von 15 m Länge und 0,75 m Tiefe vorhanden. Der Stauinhalt betrug etwa 760000 cbm und diente für den Betrieb einer Papiermühle. Es scheint, daß die Mauer weniger zum Zwecke der Wasseraufspeicherung und des Ausgleichs errichtet war, als um Gefälle zu erschließen durch Hebung des Wasserspiegels für den Kraftbetrieb. Das Bauwerk wurde im Dezember 1909 nach etwa halbjähriger Bauzeit fertiggestellt, wobei rund 12000 cbm Beton verbraucht wurden. Die Kosten stellten sich, einschließlich Grunderwerb, auf rund 300000 Mk. Abb. 340 zeigt Querschnitte der Mauer.

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Abb. 340. Querschnitte der Austin-Talsperre.

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1 m Onfnahmerohr 9/OZZmr Ti Verschiebung am 23.Z.7970 Abb. 341. Verschiebung der Austin-Talsperre am 23. Januar 1910.

i) Zentralbl. d. Bauverw. 1882, S. 110; Deutsche Bauzeit. 1882, S. 113; ferner Bellet, a. a. O., S. 55.

Der Unfall hat eine Vorgeschichte, die kennzeichnend ist. Schon in der ersten Zeit der Füllung des Staubeckens zeigten sich Sickerungen unter der Mauer und am 23. Januar 1910 wurde ein Teil abwärts geschoben (Abb. 341). Die größte Verschiebung betrug am Mauerfuß 45 cm, in der Krone 85 cm, so daß auch eine kleine Überneigung stattfand. Es entstanden mehrere senkrechte Risse, die eine beträchtliche Wassermenge hindurchließen. Um eine weitere Bewegung zu verhindern, wurde der Beckenvorrat abgelassen, dadurch, daß in Kronenhöhe Teile der Mauer mit Dynamit ausgesprengt und das durch Ablagerung verdeckte Entleerungsrohr im Grunde des Beckens ebenfalls mittels Sprengung gewaltsam geöffnet wurde, um den Druck zu vermindern. Nach Feststellung der Sachlage wurden Vorschläge für die Verstärkung der Mauer gemacht. Die Untersuchungen von Edward Wegmann ergaben, daß der Querschnitt ausreichend stark bemessen ist, falls die Mauer auf dichtem Fels gegründet wäre. Dies war jedoch nicht der Fall, wie weiter unten dargelegt ist. Bei Berücksichtigung des Unterdrucks war ein bedenklicher Zustand vorhanden. Wegmann empfahl den folgenden Ausbau: Verstärkung des Mauerwerks an der Luftseite oder Vorlagerung einer Felsgeröllschüttung. An der Wasserseite sollte in einiger Entfernung von der Mauer eine Herdmauer bis auf den festen Fels heruntergetrieben und der Zwischenraum bis zum Mauerfuß durch eine dichte Lage abgedeckt werden. Diese Ergänzungsarbeiten wurden jedoch nicht ausgeführt.

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Ansicht der Luftseite.

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Abb. 342. Die Austin-Talsperre nach dem Bruche.

Ohne jede Verstärkung und ungeachtet der warnenden Hinweise auf die Schwäche des Sperrwerks, ungeachtet der beunruhigenden Vorgänge vom Januar 1910 wurden die ausgesprengten Öffnungen teilweise wieder geschlossen und die Vollfüllung des Beckens wurde gestattet. Sobald als das Becken wieder gefüllt war, trat dann der Durchbruch ein.

Die Abb. 342 u. 343 lassen den Zustand nach dem Bruche und nachdem die Wassermassen abgeströmt waren, erkennen. Die Mauer ist durch annähernd senkrechte Risse im wesentlichen in fünf Stücke getrennt, die alle aufrecht stehen. Die Stücke sind zum Teil eine ansehnliche Strecke wagerecht stromab und fast parallel zu ihrer ursprünglichen Lage verschoben, andere um einen Winkel gedreht. Ein Stück am westlichen Ende liegt mit der Oberwasserseite am Boden, die Mauerkrone stromauf gerichtet, ist also gegen den Strom gefallen. Zahlreiche Bruchstücke bis 3 m Seitengröße sind 100 m und mehr stromab getrieben. Nach dem Durchbruch sind genaue Feststellungen über die Sachlage und die Ursachen des Einsturzes vorgenommen worden. Aus den Berichten im »Engineering-Record« vom 7. und 14. Oktober 1911 ist im wesentlichen folgendes zu entnehmen: Das ganze Tal, in dem die Sperrmauer errichtet war, ist unterlagert von fast wagerecht geschichteten Sandsteinfelsen. Die Bänke haben eine Stärke von 20—90 cm, dazwischen befinden sich Verwitterungslagen. Der Fels ist sehr durchlässig und mehr oder minder geklüftet. Die Gründung ist zum Teil auf glatten verworfenen Felsflächen erfolgt. Die Bauausführung scheint nicht einwandfrei gewesen zu sein. Die in einem Steinbruch an Ort und Stelle gewonnenen Bruchsteine waren glatt und schiefrig, so daß

der Mörtel daran mangelhaft haftete. Eine auffallende Erscheinung ist das Vorhandensein von großen wagerechten Fugen im Mauerkörper nahe dem Westende. Es wurden hier Stellen ohne Zusammenhang in den Lagerfugen von 40—50 qm Größe gefunden. Es ist bemerkenswert, daß in den Bruchstellen Eisenverstärkungen, wagerechte und senkrechte Verankerungen nur in ganz geringem Umfange festgestellt sind, obwohl solche entwurfsmäßig reichlich geplant waren und ferner, daß in wenigstens drei der Hauptbruchflächen, wie die Oberfläche erweist, der Bruch entlang alten Rissen erfolgte.

Alle untersuchenden Ingenieure stimmen darin überein, daß die Talsperre zum Bruch kam infolge Gleiten auf ihrer Gründungssohle, wobei die Bewegung vermutlich durch Nachgeben der Felsbänke unter der Mauer begünstigt wurde. Der Untergrund und die Berghänge waren stark mit Wasseradern durchzogen. Der infolge dieser Durchlässigkeit des Felsens, der wagerechten Fugen und der senkrechten Risse im Mauerwerk sich entwickelnde Innendruck, sowie schlechte Beschaffenheit des Betons, scheint ein übriges getan zu haben. Der Beton war an einzelnen Stellen so mürbe, daß er in der Hand zerrieben werden konnte. Der Sand war beim Bau durch Zermahlen der Felsstücke gewonnen und mehr Staub als Sand. Wie Nachrechnungen ergaben, war die Tangente des Winkels zwischen der senkrechten und der Drucklinie etwa 0,7, genügte also nur für besten festen Untergrund und eine gute Bauausführung. Auf den dünnen Lagen des geschichteten Felsens mußte dieses zum Verschieben führen. Es scheint nicht ausgeschlossen, daß dieses Bestreben durch die ausspülende

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Abb. 343.

Ansicht der Austin-Talsperre nach der Zerstörung (von unterhalb gesehen).

Wirkung der über den Überlauf strömenden Wassermassen verstärkt wurde, da die größte Ausbauchung bei der Verschiebung im Januar 1910 an der Stelle des Überlaufs eingetreten ist (s. Abb.341). Einer der untersuchenden Ingenieure weist daraufhin, daß im vorliegenden Falle der Unterdrück des Wassers in der Rechnung berücksichtigt werden mußte und daß ' daher die Mauer entsprechend stärker hätte gebaut werden müssen. Man muß daran fest-halten, daß Sperrmauern nur auf durchaus festem, gesundem und dichtem Felsgrunde errichtet werden dürfen. In solchem Falle ist die Berücksichtigung des Unterdrucks nicht oder nur in geringem Maße nötig.

Es ist zu bezweifeln, daß der morsche Felsgrund der Austin-Sperre Widerstand geleistet hätte, auch wenn die Mauerbreite an der Sohle entsprechend größer gemacht wäre. Die Stelle war für den Bau einer Sperrmauer überhaupt nicht geeignet. Der bedauerliche Vorfall mahnt, der Sicherheit gegen Gleiten der Talsperren mehr Augenmerk zuzuwenden, als dies gewöhnlich zu geschehen pflegt. Als ein Fehler des Querschnitts fällt allerdings auf, daß der Mauerfuß an der Wasserseite nicht bis zum Grunde durchgeführt, sondern hier abgestumpft ist (Abb. 340). Die Bogenform hätte ungeachtet der sonstigen Schwächen dieser Talsperre immerhin eine gute Sicherheit gebracht und vielleicht den Umsturz verhindert. Da in der schlechten Gründungssohle sich keine ausreichende Stütze bot, wurde die im Grundriß gerade errichtete Mauer durch den Wasserdruck gleichsam als Balken beansprucht und dies erklärt die Risse und die Ausbauchung, die im Januar 1910 entstanden, ebenso wie z. B. bei der Bouzey-Talsperre in Frankreich im Jahre 1895 *).

Über den Durchbruch der eisernen Talsperre von Hauser Lake in Nordamerika, der infolge "V er-sagens der Gründung erfolgte, s. S. 341, ferner Engin. Rec. Suppl. 2. 5.1908 u. Le Génie Civil 30. 5. 1908.

Eine Reihe von Dämmen aus Erde geschüttet, sind in Amerika und England zerstört worden Es sei unter anderen erinnert an den Erddamm von Sheffield in England, der bei 25 m eine untere Breite von 150 m hatte. Er wurde aufgeweicht und durchbrochen. Es geschah dies Ende der sechs-ziger Jahre des vorigen Jahrhunderts.

Vergl. auch den Literaturnachweis am Ende dieses Abschnittes.

Erfreulicherweise hat bisher der deutsche Talsperrenbau unter solchen Mißgeschicken nicht zu leiden gehabt und man muß die Hoffnung haben, daß die peinliche Beobachtung fester anerkannter Regeln verbunden mit verläßlicher Bauausführung auch fernerhin vor solchem Schicksal bewahrt. Man hat in Deutschland nur bei zwei kleinen Anlagen Unfälle zu verzeichnen. Es waren dies kleine Dämme, die einen vorübergehenden Charakter für Bauzwecke hatten, um den Fluß oberhalb der Baugrube der Hauptsperrmauer aufstauen und seitlich durch Stollen in den Hängen abzuleiten. (Urfttalsperre und Hochwasserschutzbecken von Mauer in Schlesien s. S. 448.)

Wenn man nach den Gründen forscht, die zur Zerstörung von Talsperren geführt haben, so sind mehrere Möglichkeiten offen. Einmal kann die Konstruktion als solche nicht die genügende Sicherheit bieten, um den auftretenden Kraftwirkungen zu widerstehen oder es mangelt an der Sorgfalt der Bauausführung, sei es, daß die Güte der Baustoffe eine ungenügende oder die Herstellung des Mauerwerks fahrlässig war, oder schließlich ist die Ursache des Umsturzes in mangelhaften Gründungsverhältnissen zu suchen. Man hat bisweilen versucht, die Schwäche unserer Theorie als Ursache ins Feld zu führen und noch in jüngster Zeit haben zwei englische Forscher auf Grund von Versuchen nachweisen wollen, daß die Stützmauertheorie nicht zutrifft und außerordentliche innere Spannungen, die vorhanden sind, nicht erkennen läßt (s. S. 283 u. f.). Aber diese Behauptungen sind durch Gegenbeweise abgetan worden. Erwies doch auch schon der Umstand, daß von mehreren nach gleichen Grundsätzen erbauten Talsperren die einen hielten, während an einer anderen die Zerstörung eintrat, daß die Ursache nicht in ungenügender oder falscher Theorie zu suchen sei. Wohl aber ist bisweilen ihre ungenügende Beachtung oder falsche Anwendung Schuld gewesen.

Eine Talsperre, die dem Verhängnis einer teilweisen Zerstörung anheimgefallen ist, wird für alle Zeiten aufgegeben werden müssen. Ein Bauwerk, das den Beanspruchungen wegen mangelnder Güte des Mauerwerks nachgegeben hat, wird kein Vertrauen mehr beanspruchen können. An der Bouzeystaumauer versuchte man es nach dem ersten Zusammenfall mit einer Verstärkung durch Strebepfeiler, wie man weiß, ohne Erfolg. Enttäuschte Hoffnungen führten zu einem noch größeren Unheil. Das gleiche war der Fall bei der oben erwähnten Austin-Talsperre. Innere Risse und Unübersichtigkeit der noch vorhandenen Widerstandsfähigkeit werden den erfahrenen Ingenieur von Schritten zur Wiederherstellung meist abhalten. Wo aber kleine Schäden einen solchen Versuch dennoch angemessen erscheinen lassen, wird man nach dem Einzelfalle angepaßten konstruktiven Mitteln suchen müssen. Es würde hier zu weit führen, auf solche, durch die örtlichen Verhältnisse gegebenen Anordnungen und Maßnahmen einzugehen. Vornehmlich kommen in Betracht: Verstärkungen des Grundmauerwerks und der Strebepfeiler zur Abstützung der oberen Mauerteile in Verbindung mit Eiseneinlagen, Erdanschüttungen und Abdichtungsarbeiten an der Mauer, im Untergründe und an den Berghängen oberhalb der Sperrmauer.

Literatur zu Abschnitt VIII.

1. Betrieb der Talsperren.

Borchardt, Die Remscheider Stauweiheranlage 1897.

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Die Jahresberichte über den Betrieb der Wuppertalsperren finden sich in jedem Jahrgang der Zeitschrift Wasserwirtschaft und Wasserrecht.

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2. Nachträgliche Anfhöhung und Vergrößerung der Talsperren.

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Zweite Erhöhung der Marshall-Lake-Sperre. Engin. Rec. Dezember 1910, S. 745.

Erhöhung der Goat-Rock-Sperre, Ga. (Betonmauer, vorbereitende Maßnahmen zur Aufhöhung durch Verstärkung der Grundbreite). Engin. Record. April 1911, S. 395.

Erhöhung des Tansa-Staudammes (Indien) Engineer 26. 7. 1912.

3. Zerstörung von Talsperren.

Bruch des Staudammes bei Bradfield für die Wasserversorgung von Sheffield. Zeitschr. f. Arch. u. Ing. zu Hannover 1864, S. 402.

Der Bruch der Johnstown-Sperre. Zentralbl. d. Bauverwalt. 1889, S. 250 u. f., Bellet a. a. O S. 26.

Über Dammbrüche an Wasserbehältern. Eng. Rec. Sept. 1902, S. 290.

Bruch des Staudammes zu Utica N. Y. Eng. News Okt. 1902, S. 290.

Der Dammbruch zu Shelton, Conn. (Erddamm). Engin. Rec. Febr. 1903, S. 224.

Bruch des Oakford-Park und Fort-Pitt-Dammes (Erddämme, Zerstörung infolge Überströmung) Eng. News Juli 1903, S. 76.

Über 3 Dammbrüche im Westen von Nordamerika. Eng. News April 1903, S. 337.

Bruch des Dammes zu Roxbury (Amerika). Eng. News Juni 1903, S. 504.

Bruch und Wiederherstellung der Portman-Staumauer bei Anderson. Eng. Rec. April 1904, S. 408.

Die Zerstörung am Fuß der Assuan Staumauer. Engineering 27. Okt. 1905.

Verstärkung der Talsperre zu Grosbois (Frankreich). Ann. d. P. et Ch. 1905. III. S. 204.

Über den Bruch der Talsperre bei Austin (Texas) im Jahre 1903 s. Bellet a. a. O. S. 215 u. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1911, S. 1773.

Wiederherstellung des Staudammes bei Julesbury, Col. Eng. Rec. April 1911, S. 467.

Bruch der Talsperre bei Black River Falls, Wisc. Zentralbl. d. Bauverw. 1912, S. 274. Über die Wiederherstellung s. Eng. Record 27. 7. 1912.

Umbauten am Amity-Damm im Arkansas-Fluß, Co. (Holzbau mit Steinfüllung). Eng. Rec. 16. Nov. 1912.

C) Wirtschaftliche Grundlagen.

I. Allgemeine wirtschaftliche Betrachtungen.

am

§ 78. Die wirtschaftliche Bedeutung der Talsperren. Die wirtschaftliche Bedeutung der Talsperren besteht darin, daß sie den natürlichen Wasservorrat eines Bezirks durch Ausgleich des Abflusses für die Verwertung zu Zwecken des menschlichen Bedarfs günstiger gestalten. Sie vermögen im ganzen neue Werte naturgemäß nicht zu schaffen, aber sie bringen vorhandene Energien in eine dem Verbrauch besser angepaßte Form oder zeitlich zu größerer Wirkung. Insofern sind sie unmittelbar produktiv. Während ohne den Wasserausgleich die fließende Welle nur in einem gewissen Maße und zeitweilig der Arbeit des Menschen dienstbar gemacht werden kann, vorteilhaftesten in den Zeiten, in denen die Wasserführung wenig unter oder über dem Mittelwasser liegt, wird der Abfluß durch den Ausgleich auf eine größere Spanne des Jahres besser verteilt. Hiernach können die Einrichtungen der Kraftwerke getroffen werden, und die das gewerbliche Leben störenden Unterbrechungen sowohl in Hochwasserzeiten wie bei dem Mangel der Trockenheit werden gemildert. Der Schifffahrt wird eine längere Betriebsdauer gewährleistet, und der Landwirtschaft Bewässerungswasser in regenarmen Zeiten sichergestellt. Je mehr sich der Ausgleich dem mittleren Jahresabfluß nähert, eine um so vorteilhaftere Leistung bringt das Wasser den Gewerben und der Industrie, wenn zwar einem solchen mittleren Ausgleich manche Interessen der Landwirtschaft entgegenstehen. Diese wird von einem andauernden Mittelwasser gegebenenfalls eine Hebung des Grundwassers in den angrenzenden Ländereien befürchten, wodurch Wachstum und Ernten beeinträchtigt würden. Andererseits legt die Landwirtschaft bis zu einem gewissen Grade Gewicht auf die düngenden Hochfluten, die die Sinkstofife fruchtbringend auf den Vorländern zum Niederschlag bringen. Wenn hier-

nach die volle wirtschaftliche Wirkung der Wasseraufspeicherung nicht zu erzielen ist, so ist auch technisch ein vollkommener Ausgleich nicht möglich, indem nur sehr selten die ganzen Mederschlagsgebiete abgesperrt werden können, sei es, daß sich nicht geeignete Talbecken finden, sei es, daß Ansiedlungen und landwirtschaftlicher Anbau derartigen Plänen entgegenstehen. Nur in einer Hinsicht kann man es aussprechen, daß die Sammelbecken einen neuen Wert hervorbringen, nämlich bei der zentralen Kraftausnutzung. Es ist dies das Gefälle, das in den Becken durch den Aufstau der Wassermassen gewonnen wird. Der Schwerpunkt des stauenden Wassers hebt sich mit der anschwellenden Stauhöhe und die höhere Lage des Schwerpunktes als Mittel der wechselnden Stauhöhen führt selbst bei gleichbleibendem Zufluß eine Vergrößerung der Wasserkraft herbei. Aber ihre Nutzbarkeit ist noch eine weitere, indem sie den gefahrbringenden Abfluß an den Bächen und Flüssen zurückhalten. In dieser vorbeugenden Wirkung zur Verhütung von Hochwassergefahren und Hochwasserschäden besteht der mittelbare Nutzen der Talsperren.

Die verschiedenen Wirtschaftsgebiete, denen die Wasseraufsammlung in Talsperren nutzbar gemacht werden kann, sind bereits in der Einleitung bei der Besprechung der Zwecke der Talsperren § 1 bis 7 allgemein erörtert worden, worauf hier Bezug genommen werden möge. Als Ergänzung zu jenen Ausführungen mögen noch einige Bemerkungen folgen.

Die wirtschaftliche Bedeutung der Sammelbecken als Quelle der Trinkwasserversorgung besteht vornehmlich darin, daß sie die Wasserspeisung von Städten und Gemeinden ermöglichen, wo die sonst anwendbaren Mittel der Wasserbeschaffung versagen. Damit gewähren sie die Unterlage und unerläßliche Vorbedingung, daß sich Gemeinwesen und Industrien halten und entwickeln können, deren Dasein sich andernfalls in engen Grenzen bewegen müßte. Als ein treffendes Beispiel einer derartigen Entwicklung sind die Städte und Gemeinden auf den Höhen des Belgischen Landes zu bezeichnen (s. S. 11 und 38). Diese Städte und ihre Gewerbe verdanken ihre heutige Blüte nicht zuletzt der gesicherten Wasserversorgung aus Talsperren. Der Wert der Wasseraufspeicherung ist hier ein doppelter. Einmal bildet der Erlös aus dem Verkauf des Wassers des städtischen Wasserwerkes eine gute Einnahmequelle für die Stadt. Weiterhin aber tritt ihre staatswirtschaftliche Bedeutung darin zu Tage, daß sie die Lebens- und Erwerbsfähigkeit großer Bevölkerungszentren gewährleisten. Damit werden sie zu einem bedeutsamen Mittel des Kulturlebens überhaupt.

zur

Für die Kraftgewinnung besteht ihre Bedeutung darin, daß der verbesserte Wasserabfluß die Arbeitsfähigkeit der Triebwerke erhöht. Nicht nur ihre Stärke wird vermehrt, die Triebwerke bleiben auch während einer größeren Zeitdauer im Jahre betriebsfähig. Das bedeutet aber eine bessere Ausnutzung der in den Werken angelegten Kapitalien und der mit den Werken verbundenen menschlichen Arbeitskraft. Die vermehrte Kraftmenge stellt sich in der Kegel billiger. Die Wettbewerbfähigkeit auf dem Markte wird in doppelter Weise gehoben, einmal durch Verbilligung der Produktion und zum andern durch eine größere Gleichmäßigkeit. Die Talsperren haben infolgedessen in den Tälern des deutschen Westens eine starke Belebung der Kleinindustrie herbeigeführt. Die Bedeutung für den Kraftgewinn liegt fernerhin in der Ermöglichung Errichtung zentraler Kraftwerke, sei es, daß diese unmittelbar am Fuße der Sperrmauern errichtet werden, so daß lediglich das Eigengefälle ausgenutzt wird, sei es, daß durch eine anschließende Druckleitung das Gefälle vermehrt und für den Turbinenbetrieb günstiger gestaltet wird. Dadurch sind die Wasserkräfte zum Teil zu gewerblichen

Mittelpunkten geworden, indem sich Industrien, im besonderen elektrochemische Fabriken dort angesiedelt haben, wo billige Kräfte erschlossen werden konnten. In anderen Betrieben wird die in den Zentralanlagen gewonnene elektrische Energie in kleine Einheiten aufgelöst, und ferngeleitet dient sie kleinen Werkstätten für Kraft- und Lichtzwecke oder allgemein dem gesteigerten Bedürfnis nach Licht in Wohn- und Wirtschaftsräumen, auf öffentlichen Straßen und Plätzen u. a. m. In dieser zentralen Kraftverwertung an den Talsperren ist einerseits ein hervorragendes Mittel gegeben, diese Unternehmungen wirtschaftlich günstig zu gestalten und bei Sammelbecken, die gemeinschaftlichen Zwecken dienen, vermag der Kraftabsatz meist allein die notwendige Deckung für die in den Unternehmungen aufgewendeten Kapitalien zu sichern.

zur

Aber andererseits hat man auch das soziale Moment, das in dieser Kleinverteilung der Kraft ruht, zu beachten. Den Kleingewerbetreibenden wird die Arbeitskraft billiger geliefert, als sie sich solche in eigenen Kraftanlagen beschaffen können. Sie werden leistungsfähiger und vermögen in dem Wettbewerb mit großen Fabriken besser zu widerstehen. Insofern dienen diese Überlandzentralen zur Erhaltung des gewerblichen Mittelstandes und wirken im Gegensatz zu den Konzentrationsbestrebungen der großen Fabriken auf eine Dezentralisierung der Industrien hin. Wo es bei manchen Unternehmungen dieser Art nötig geworden ist, den Grundbesitz mit den vorhandenen Gehöften und Dörfern für die Überstauung zu erwerben, haben die Besitzer ihre altererbte Scholle verlassen müssen. Es bringt ein solches Vorgehen immer einige Beunruhigung in die Bevölkerung und hat sozialpolitische Bedenken hervorgerufen, wenn eine Aufhebung menschlicher Ansiedlungen in großem Umfange notwendig wird, wie z. B. durch den Bau der Waldecker Talsperre. Hier sind drei Dörfer vom Erdboden verschwunden. Es kann als ein wirtschaftlicher Ausgleich angesehen werden, wenn aus der Wasserstauung billige Kraft hergegeben werden kann, um den ihres Grund und Bodens Beraubten die Begründung einer neuen beruflichen Tätigkeit auf veränderter Grundlage zu erleichtern. Aber nicht minder hat diese Kleinverteilung Bedeutung für die Landwirtschaft. Die Landwirtschaft hat einen steigenden Bedarf für die Beleuchtung der Wirtschaftsräume, den Betrieb der Kleinmaschinen, der Dresch- und Häckselmaschinen, Holzsägemaschinen, Schleifsteine, Buttermaschinen, Maschinen zur Erzeugung künstlicher Kälte u. a. m. Dafür können die aus den Talsperren gewinnbaren Wasserkräfte herangezogen werden, die hier einen um so größeren Wert haben, als die Kräfte oft in abgelegen schwer zugänglichen Tälern erschlossen werden, wohin die Kohlen für den Betrieb von Dampfwerken nur schwer und kostspielig hingefördert werden können. Die Anteilnahme an den Fortschritten der Kultur regt den Landmann an, und die Einführung des Maschinenbetriebes in die Landwirtschaft bringt mancherlei Ersparnisse gegenüber der Verwendung menschlicher Arbeitskraft ein. Sein Einkommen kann gehoben werden und er wird Geld frei bekommen für andere Zwecke des Lebens. Der Gebrauch der elektrischen Beleuchtung im Hause und in den Wirtschaftsräumen wirkt auf sein Gemüt aufmunternd ein, und bringt den Landwirt den Annehmlichkeiten näher, die dem Städter Verfügung stehen. Man kann hoffen, durch solchen intensiveren Betrieb die schwierige Lage der Landwirtschaft, in die sie durch den Wettbewerb des billiger produzierenden Auslandes gebracht ist, besser zu überwinden¹).

Der Entwicklung der Kleinverteilung der Kräfte durch die Überlandzentralen und der elektrochemischen Verwertung des Stromes hat sich in neuester Zeit die Nutz-

barmachung der Wasserkräfte zur Gewinnung von Stickstoff aus der Luft für die landwirtschaftliche Düngung angeschlossen. Dieses letztere Verfahren setzt das Vorhandensein besonders billiger Kraft voraus. Es soll an dieser Stelle auf diese interessanten Betrachtungen nicht näher eingegangen werden; es sei vielmehr auf die Ausführungen des Verfassers in seiner Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte« II. Aufl. 1908 S. 502 u. ff. verwiesen.

Der Wert der sich immer wieder erneuernden Energie der Wasserkräfte wächst mit dem gesteigerten Aufbrauch und der Abnahme der Kohlenvorräte der Erde. Schon die zunehmende Schwierigkeit bei der Gewinnung der Steinkohle ist hierauf nicht ohne Einfluß. Die Fördertiefen werden immer größere. Die Preisstellung der Kohle zeigt bei allen Schwankungen im einzelnen eine stetige Steigerung in den letzten Jahrzehnten und eine Erniedrigung ist kaum jemals zu erhoffen. Die Vorräte in Deutschland werden, wenn man annimmt, daß die Förderung langsam auf das Doppelte steigen wird, bei einer Teufe bis 1500 m, nach neueren Berechnungen noch genügen, um den Bedarf auf 900 bis 1000 Jahre zu decken. Die Lebensdauer des englischen Steinkohlenbergbaues wird auf nur noch 300 Jahre angegeben⁹).

Die wirtschaftliche Bedeutung der Wasseraufspeicherung für die Landwirtschaft besteht ferner darin, daß die Gewähr geschaffen wird für eine gleichmäßige Bewässerung auch in trockenster Zeit, wenn die natürlichen Zuflüsse — besonders in den Gebirgstälern — zu versagen pflegen. Die Durchschnittsernte wird erhöht¹⁰) und, was vielleicht von noch größerem Werte ist, es wird eine Gleichmäßigkeit der Ernten gewährt, also die beste Grundlage für eine Beständigkeit des Wirtschaftslebens geschaffen. Das Wachstum wird vermehrt und insofern entstehen neue Werte. Der Nutzen der Talsperren kommt also in dieser Richtung der Allgemeinwirtschaft zu gute, auch naturgemäß die Anlieger des verbesserten Wasserlaufs die ersten Nutznießer

wenn

sind. Abgesehen von dem eigentlichen Hochwasserschutz zieht die Landwirtschaft ferner auch den Nutzen aus den Stauweihern, daß diese die gefährlichen Versandungen, die durch hohe Fluten herbeigeführt werden können, hinhalten, während es andererseits möglich ist, den Vorländern die düngenden Hochfluten zukommen zu lassen (s. § 6 S. 28).

Die Schiffahrt gewinnt aus den Talsperren unmittelbaren Vorteil, wenn der Zuschuß nach dem fließenden Strome abgelassen wird, um die Wasserstände in trockener Zeit aufzuhöhen. Sie dienen hier zur Verbesserung der Verkehrsbedingungen und insofern auch allgemein zur Verbilligung des Verkehrs und der Gütererzeugung. Es bedarf keiner weiteren Ausführung, welche Bedeutung die Vermehrung der Fahrtiefe zu Niedrigwasserzeiten für die Schiffahrt als solche und für das gesamte Wirtschaftsleben hat. Man darf sich nur die Mißstände vergegenwärtigen, die fortgesetzt in Zeiträumen von einigen

Jahren, in der Regel in der Spätsommerzeit, an und die zu lauten Klagen Veranlassung geben. Auf der einen Seite ist durch Regulierung der Fahrrinnen mittels künstlicher Einbauwerke das Notwendige und zum großen Teil das überhaupt Erreichbare geschehen. Die Regulierung der Abflußmengen eines Stromsystems muß angestrebt werden, soweit die natürlichen Verhältnisse dies irgend ermöglichen, und es ist das erfreuliche, je mehr der Ausbau der Talsperren in den oberen Niederschlagsgebieten sich vollzieht, sei es, welchen Zwecken auch immer die Becken dienen, umsomehr wird damit auch eine allgemeine

unseren Strömen bemerkbar werden

Ausgleichung des Wasserhaushaltes herbeigeführt, die in allen Fällen der Schiffahrt in den unteren Flußgebieten zu gute kommt. Naturgemäß ist der Erfolg ein unmittelbarer und stärkerer, wenn eigens Talsperren für die Aufhöhung der schiffbaren Wasserläufe errichtet werden.

Bei der Kanalspeisung dienen die Talsperren gleichfalls dem Verkehr. In der Wasserscheide, Uber die die Scheitelhaltung geht, sind meist keine natürlichen Gerinne vorhanden. Das Wasser muß aus tiefer gelegenen Flußläufen gehoben werden. Wirtschaftliche Aufrechnungen müssen erweisen, ob das Speisungswasser durch eine Wasserhebungsanlage aus tiefer gelegenen Flußläufen zu gewinnen ist, wie dies z. B. für die Speisung des Dortmund-Ems-Kanals durch das Pumpwerk bei Olfen geschieht (Hubhöhe 16 m) oder ob es günstiger ist, die Speisung aus Talsperren durch besondere Zuleitungen zu beschaffen. Erwägungen dieser Art sind u. a. bei den Voruntersuchungen für die Speisung des Khein-Hannoverkanals angestellt worden¹). Alle solche Aufrechnungen können naturgemäß keine allgemeine Bedeutung haben, weil die Ergebnisse zu sehr von den örtlichen Verhältnissen abhäugen. Sie müssen den Einzelfall behandeln. Die Sicherung der Speisung eines Schiffahrtskanals kann unter Umständen eine ernste Frage bei der Prüfung seiner technischen Ausführbarkeit sein.

Die Notwendigkeit des Hochwasserschutzes durch Talsperren ist nicht in allen Stromgebieten vorhanden. Vornehmlich erstrecken sich die Schädigungen auf die Quellgebiete. Die früher bezweifelte Möglichkeit, diesen Schutz in wirtschaftlich vorteilhafter Weise, d. h. derart zu schaffen, daß die aufgewandten Kapitalien durch den Wert der vor Vernichtung gesicherten Gütermengen gedeckt werden, ist heute anerkannt. Die Erfahrung hat erwiesen, daß es einen besseren Erfolg verspricht, bedrohte Täler durch Schutzbecken vor ferneren Verlusten zu bewahren, als die Bewohner durch bare Geldzahlungen für Hochwasserschäden abzufinden. Das Geld wird gern hingenommen, aber leider meist verbraucht, ohne nachhaltige Meliorationen vorzunehmen. Naturgemäß kann es sich im allgemeinen nur um Beseitigung örtlicher Mißstände handeln, und nur in besonders geeigneten Fällen wird sich der Schutz ausgedehnter Niederungen durch geräumige Becken ermöglichen lassen. Aber man sollte sich davor hüten, von vornherein und ohne eingehende Prüfung die Möglichkeit des Hochwasserschutzes auch für ausgedehntere Bezirke zu verneinen. Eine solche allgemein ablehnende Auffassung muß eine Abwehr erfahren, denn die Erfahrung hat bereits gezeigt, daß auf diesem Gebiet Erfolge zu verzeichnen sind, die früher bezweifelt wurden.

Die Bedeutung der Vereinigung der verschiedenen Aufgaben der Talsperren iu einer Anlage ist in wirtschaftlicher Hinsicht darin zu suchen, daß es auf diese Weise möglich ist, die Lasten auf mehrere Schultern zu verteilen. Dieser Gesichtspunkt tritt bei den Talsperrenunternehmungen um so mehr in den Vordergrund, als ihre Kosten meist große sind. Aber nicht nur dies. Es muß auch mehr ansprechen mit einem Unternehmen die wirtschaftliche Lage eines ganzen Bezirks zu fördern, als nur einzelne Interessentengruppen zu beteiligen. Und darin scheint der vornehmlichste Wert der Nutzung aus den Sammelbecken zu liegen, daß sie nach ihrer Natur geeignet sind, mit den von ihnen geschaffenen Verbesserungen der Allgemeinheit zu dienen.

Die späteren Angaben und Beispiele aus dem Betriebe neuerer Talsperrenanlagen (§ 84_90) sollen durch Zahlen die hier allgemein gehaltenen Ausführungen im einzelnen

i) Haus der Abgeordneten. Kommissionsbericht über die preuß. Wasserstraßenvorlage des Jahres 1904,

S. 40, 76 u. 183.

verständlich machen und begründen. Im übrigen sei zur Beurteilung der wirtschaftlichen Bedeutung des Talsperrenbaues auch hingewiesen auf die Ausführungen des Verfassers in seiner Schrift: Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft. Berlin 1902. S. 27 u. f. Vergleiche ferner Esterer, Die wirtschaftliche Bedeutung der Talsperren. Halle 1911.

§ 79. Wirtschaftspolitische Momente. Wirtschaftliche Form der Unternehmung. Die großen Talsperrenunternehmungen der neuen Zeit erfordern Geldaufwendungen, die meist Uber das Können des Einzelnen hinausgehen. Auch ihre Zwecke und die aus ihnen zu ziehenden Vorteile sind kaum geeignet für die Interessen eines Einzelbetriebes. Es ginge noch hin, wo es sich lediglich um die zentrale Kraftgewinnung handelt, aber hierin liegt, wenn auch eine wesentliche, doch immerhin nur eine Teilnutzung der Talsperren. Die anderen früher erörterten Wirtschaftsgebiete gehören der Allgemeinwirtschaft an. Man ist deswegen auch nicht im Zweifel gewesen, die Talsperren in den Dienst der Allgemeinheit zu stellen, dort wo sie berufen waren, den Zielen der Gesamtwirtschaft zu dienen. Es hat die nicht allzulange Praxis des modernen Talsperrenbaues schon erwiesen, daß die Staatsverbände es als ihre Aufgabe betrachtet haben, die Sammelbecken auf Kosten des Staats zu errichten, wo es sich um Bewässerung ausgedehnter Landbezirke handelte. Es sei darauf hingewiesen, daß die Stauanlage in Ägypten für die düngende Bewässerung des Niltales von der englischen Regierung mit einem sehr ansehnlichen Geldaufwand errichtet ist, und die Regierung der Vereinigten Staaten von Nordamerika hat im Westen des Landes ebenfalls auf Staatskosten sehr bedeutende Stauweiheranlagen in Angriff genommen oder bereits fertiggestellt (s. S. 3 u. f.).

Die Förderung der Schiffahrt auf den natürlichen Strömen hat seit jeher und überall als eine Aufgabe des Staates gegolten. Es ist als eine natürliche Folge dieser Auffassung anzusehen, daß überall dort, wo man Talsperren im Schiffahrtsinteresse errichtet hat, dies von Staatswegen geschah. Es sei erinnert an die Unternehmungen Frankreichs für die Speisung des Rhein-Marne und Marne-Saöne-Kanals, des Kanals du Centre, des Burgunder-Kanals u. a. m. Neue Ausführungen dieser Art sind die Staubecken beim Erneuerungsbau des Marne-Saône-Kanals (s. S. 20 und Le Génie Civil 1908, S. 396), ferner an die Staubecken im oberen Wolgagebiet in Rußland und an die Wasseraufspeicherungs-anlagen am Mississippi zur Verbesserung seiner Schiffahrt (s. S. 20 u. 21). Der preus-sische Staat führt auf Grund des Wasserstraßengesetzes vom 1. April 1905 im oberen Wesergebiet mehrere große Talsperren für die Aufhöhung des Niedrigwassers der Weser zu Schififahrtszwecken und zur Speisung des Rhein-Hannover-Kanals aus (s. S. 22).

Die gleiche Auffassung gilt für den Hochwasserschutz. Die in Schlesien für diesen Zweck zur Ausführung gelangten oder im Bau begriffenen Talsperren werden auf Kosten von Staat und Provinz errichtet. Der preußische Staat trägt ⁴/₅, die Provinz Schlesien der Gesamtkosten der Sammelbecken und der sonstigen Regulierungskosten an den Gebirgsflüssen, während die späteren Unterhaltungskosten von den Interessenten aufgebracht werden. Wie die städtische Wasserversorgung als eine Aufgabe der Gemeinden gilt, so ist auch der Bau von Talsperren, die diesem Zwecke dienen, im allgemeinen Sache der Städte und größerer Gemeinwesen. Als Beispiel seien hervorgehoben die Anlagen von Remscheid, Barmen, Königsberg i/Pr., Chemnitz, Plauen, Solingen u. a. m. Bei einigen Unternehmungen dieser Art haben sich verschiedene Zwecke vereinigen lassen, um die Lasten zu erleichtern oder es haben sich mehrere Gemeinden zu gemeinsamem Vorgehen entschlossen. Nur wo die Unternehmungen einen sehr großen

Umfang erreichten und wo es galt, die Trinkwasserversorgung der Gemeinden fast eines ganzen Stromgebietes, wie im Ruhrkohlengebiet, zu ermöglichen haben diese Verhältnisse zu einem Zusammenschluß im großem Maßstabe geführt. In dieser Auffassung ist der Ruhrtalsperrenverein als ein Zweckverband großen Stiles begründet, dessen Mitglieder Städte, Dörfer, Zechen, Industriewerke, Einzelinteressenten usw. sind. Im Landkreise Aachen haben sich die Kreisverwaltung und die im Kreise belegenen Gemeinden auf dem Boden einer Gesellschaft mit beschränkter Haftung zur Durchführung eines Gruppenwasserversorgungsunternehmens zusammen gefunden. Das Gesellschaftskapital beträgt 5,2 Mill. Mk., und es sind daran der Kreis und 17 Städte und Gemeinden nach der Zahl ihrer Einwohnerschaft beteiligt. Den Gemeindevertretungen ist durch Sitz im Aufsichtsrat Einfluß auf den Betrieb gewährt. Jede einzelne Gemeinde nimmt Teil an dem etwaigen Gewinn, so daß jeder solcher Verband Interesse hat an einem möglichst großen Absatz. Die Wassergewinnungsanlagen umfassen die Dreilägenbachsperre zu Rötgen von 4 Mill. cbm Stauinhalt, die Filteranlage und ein ausgebreitetes Verteilungsnetz mit mehreren Hochbehältern. Im Versorgungsgebiet wohnen etwa 90000 Menschen. Daneben wird das Brauchwasser für die Industrie des Bezirks geliefert¹).

Während auch im Auslande die Wasserversorgung im allgemeinen Angelegenheit der interessierten Gemeinden ist, hat in Neusiidwales (Australien) der Staat diese Fürsorge selbst in die Hand genommen. Der Wasserbezug erfolgt zum großen Teil aus Staubecken. Parlamentsakte stellen die Mittel zur Verfügung, aus denen wenig leistungsfähige Gemeinwesen Geld zu niedrigen Zinssätzen erhalten. Zwar steht den Gemeinden das Recht zu, selbst zu bauen, tatsächlich hat sich die Praxis jedoch so gestaltet, daß die Public Works Department, eine staatliche Behörde, die Anlagen einrichtet. Der Betrieb ruht in den Händen der Gemeinden²).

Auf allen diesen Verwendungsgebieten der Talsperren war die wirtschaftliche Form der Unternehmung ohne weiteres gegeben oder es führten doch die Verhandlungen ohne Erörterung großer grundsätzlicher Fragen zur Einigung. Auch dort, wo die Talsperren der Kraftgewinnung durch Aufhöhung des Triebwassers mittels Zuschußwasser dienen, hat man im allgemeinen bald den Weg gefunden. Die Stauweiher im Elsaß, deren Wasser der landwirtschaftlichen Bewässerung und gewerblichen Triebwasservermehrung zu gute kommt, sind aus Staatsgeldern mit einem geringen Beitrage der Beteiligten erbaut. Sie wurden bald nacb der Besitznahme von Elsaß-Lothringen errichtet und als ein Unternehmen von öffentlichem Nutzen ins Leben gerufen, um die darniederliegenden wirtschaftlichen Verhältnisse der Vogesentäler aufzubessern³). Das Bestreben, in den neuerworbenen Länderteilen gemeinnützige Werke zu schaffen, kam als ein politischer Beweggrund hinzu.

Die Talsperren und die zugehörigen 3 Ausgleichsweiher im Wuppergebiet sind, soweit sie der Vermehrung des Triebwassers und zur Lieferung von Wasser für andere gewerbliche Zwecke (Färbereien u. a. m.) dienen, auf dem Wege genossenschaftlicher Vereinigung mit Beitrittszwang aus eigener Kraft der Beteiligten ohne staatliche Unterstützung entstanden. Die Kosten, rund 3 Mill. Mark, sind von der Gesamtheit der Genossen aufgebracht; im übrigen wird die Höhe der jährlichen Beiträge nach der Nutzleistung des Sammelbeckenwassers für den einzelnen berechnet, sei es, daß das Wasser dem Flusse unmittelbar entnommen (geschöpft), sei es, daß es als Aufschlagwasser

1)    Deutsche Wasserwirschaft 1912, S. 261.

2)    Minutes of Proceedings of The Institution of Civil Engineers London. Bd. 178. Sess. 1908/09 Teil IV.

3)    Näheres s. Fecht, Stauweiher in den Vogesen.

der Triebwerke benutzt wird. Der dieser Verteilung zugrunde liegende Einheitssatz wird durch die jährlichen Betriebs-, Unterhaltungs-, Verzinsungs- und Tilgungskosten bedingt, daß jeder Interessent die Leistung zum Selbstkostenpreise erhält und zu den entstehenden Kosten nur insoweit herangezogen wird, als er tatsächlichen Vorteil hat. Die Städte Elberfeld und Barmen zahlen für Hochwasserschutz aus diesen Becken sowie für die Aufbesserung der Niedrigwasserstände aus gesundheitlichen und ästhetischen Rücksichten jährliche Beiträge¹¹). Auf gleicher Grundlage sind die Talsperren an der oberen Ruhr errichtet, die neben der Vermehrung des Triebwassers zum Teil der Wasserversorgung von Gemeinden dienen. Den in den Ruhrgenossenschaften vereinigten Gemeinden leistet meist der Ruhrtalsperrenverein einen Zuschuß, da die Abgabe von Wasser zugleich den Interessen der Wasserentnahme aus dem Grundwasserbett an der unteren Ruhr dient (s. S. 19)¹²). Unternehmungen ähnlicher Art sind neuerdings auch im Königreich Sachsen an der Weißeritz entstanden.

so

nehmungen mit fremdem Gelde zu Ferntibertragung soll unmöglich gemacht werden. Auch in Österreich, I rankreich, Italien, Amerika¹³) sind Pläne dieser Art aufgeworfen worden. Es sei jedoch für eingehendere Orientierung über diesen Gegenstand auf die Ausführungen des Verfassers in seiner Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«. IL Aufl. S. 501 u. f. hingewiesen.

In Deutschland ist im allgemeinen die Meinung vorherrschend, daß der Talsperrenbau für Kraftzwecke der privaten Tätigkeit zu überlassen sei. dings der Begriff »Private« im weiteren Sinne aufzufassen, daß also darunter auch die städtischen, genossenschaftlichen usw. Unternehmungen im Gegensatz zu rein staat-

Mehr umstritten aber ist die Frage der Unternehmungsform bei den Talsperren für zentrale Kraftgewinnung. Dieses Thema hängt enge zusammen mit der Ausnutzung der Wasserkräfte überhaupt. Die Frage, ob die Wasserkräfte verstaatlicht werden sollen oder der privaten Ausnutzung zu überlassen sind, ist in den letzten Jahren viel erörtert worden. Sie ist um so mehr in den Vordergrund getreten, je mehr unsere Kenntnis und die Erforschung der hydrographischen Verhältnisse den mehr oder minder großen Wasserreichtum in den einzelnen Ländern nachwies und einsehen ließ, daß durch Nutzbarmachung des Wasserabflusses und der natürlichen Geländegefälle auf billige Weise _ billiger als durch die Dampfkraft — bedeutende mechanische Kraftleistungen der produktiven Tätigkeit erschlossen werden könnten. Diese neuere Erkenntnis von der produktiven Arbeit des Wassers hat zugleich den Streit der Interessen wachgerufen. Es würde zu weit führen, hier auf dieses große Thema näher einzugehen. Es sei nur bemerkt, daß dieser Gegenstand am gründlichsten erörtert worden ist in der Schweiz, deren großer Vorrat an Wasserkräften einerseits und dessen Mangel an Kohlen andererseits die Frage zu einer brennenden machten, die noch nicht voll zum Abschluß gelangt ist. Aber man neigt hier sehr der Verstaatlichung der Wasserkräfte zu. Neuerdings sind die Erwägungen dieser Art besonders scharf in Schweden und Norwegen hervorgetreten¹⁴). Hier liegen die Verhältnisse ähnlich wie in der Schweiz. Aber da dem Lande droht, daß vornehmlich ausländisches Kapital sich die Vorteile aus den Wasserkräften zu nutze macht, wird das nationale Moment stark betont, vielleicht noch stärker als in der Schweiz. Man versucht in diesen Ländern durch Gesetz ausländische Untererschweren. Die Ausfuhr der Kräfte durch elektrische

Dabei ist aller-

liehen Bauten gemeint sind. Eine Beihe unserer großen Werke für industrielle Unternehmungen halten Umschau nach Plätzen, wie und wo sie ihren Geschäftsgeist betätigen, und ihr Kapital nutzbringend und werbend anlegen können. Es ist zu verstehen, daß sie in erster Linie nach großen Kraftquellen suchen. Nun ist aber leider Deutschland nicht im Übermaß reich an großen Wasserkräften und kann sich in dieser Hinsicht den Ländern wie Norwegen, Schweden, Nordamerika u. a. nicht an die Seite stellen. Aber wir haben eine reiche Gelegenheit zu gut nutzbaren mittleren Kräften. Und sie haben den Vorzug, daß sie inmitten eines regen werktätigen Lehens und einer aufnahmefähigen Industrie liegen. Den Aushau dieser mittleren Wasserkräfte zu fördern — gegebenenfalls im Eigenbau — sollte der Staat als eine seiner vernehmlichsten Aufgaben ansehen.

Die zentrale Kraftausnutzung hat sich den deutschen Talsperren vielfach sozusagen als ein Nebenprodukt, das aber für die wirtschaftliche Verwertung sehr ins Gewicht fällt, angeschlossen. So war z. B. die Solinger Talsperre in erster Linie für die Wasserversorgung dieser Stadt gebaut und erst im Laufe der Voruntersuchungen zeigte sich, daß in vorteilhafter Weise eine Kraftausnutzung mit ihr verbunden werden konnte, die dann die Stadt selbst übernahm. Einen ähnlichen Entwicklungsgang nahm die Talsperre der Stadt Nordhausen. Sie dient in erster Linie der Trinkwasserversorgung, aber sie ist dadurch bemerkenswert, daß sie, wohl als die erste in Deutschland, wenn auch nur mittelbar, staatliche Zwecke erfüllt, indem die gewonnene Kraft zur Beleuchtung und für den Werkstättenbetrieb des Staatshahnhofes Nordhausen herangezogen ist. Die Talsperre an der Urft (Eifel) mit dem Elektrizitätswerk Heimback ist ein gesellschaftliches Unternehmen. Es haben sich die Stadt Aachen und die Landkreise Aachen Düren und Schleiden zu einer Gesellschaft mit beschränkter Haftung zusammengeschlossen. Die Überlandzentrale versorgt umliegende Städte und Ortschaften. Es war dies das erste Talsperrenunternehmen in Deutschland, das allein in der gewerblichen Ausnutzung der Energie des aufgespeicherten Wassers seine Erträge und seine wirtschaftliche Daseinsberechtigung suchte und findet.

Wenn man zwar die Bereitstellung größerer staatlicher Mittel zur Errichtung von Talsperren für gewerbliche Zwecke bisher bei uns vermieden hat, so ist doch die Durchbrechung dieses Grundsatzes bei den schlesischen Hochwasserbecken insofern zu bemerken, als diese zum überwiegenden Teil von Staatsgeldern errichteten Talsperren in Marklissa und in Mauer mit Kraftwerken ausgerüstet sind, die mittels Überlandzentralen die Kraft für Licht- und Kraftzwecke in weitem Umkreise zur Hebung des gewerblichen Wohlstandes verteilen¹⁵). Man hat im übrigen befürchtet, daß die Bereitstellung staatlicher Mittel für diese Zwecke den Unternehmungsgeist privater Kreise unterbinden oder mindestens lahmlegen könne. Oft hat man allerdings zur Förderung dieser Unternehmungen die Kosten der Vorarbeiten auf den Staat übernommen. Die weitere Entwicklung muß lehren, ob sich das Gebiet staatlicher Tätigkeit nach dieser Richtung hin weiter ausdehnen wird. Es soll hier auf das Für und Wider der Frage, ob die Wasserwirtschaft in den Gebirgen und im besonderen der Talsperrenbau der staatlichen Wirtschaftstätigkeit unterstellt werden soll oder nicht, nicht näher eingegangen werden. Der Verfasser hat dieser Frage an anderer Stelle¹⁵) Betrachtungen gewidmet, auf die verwiesen werden möge. Einige Bemerkungen über die Form der Unternehmungen dieser Art finden sich auch in dem Abschnitt »Ertragsberechnungen« (§ 85).

¹

Zeitschrift für Bauwesen 1907, S. 227.

²

   Zentralblatt d. Bauverwaltung 1907, S. 472.

³

   s. Zeitschrift für Bauwesen 1904, S. 536.

⁴

Vergl. auch »Die Talsperre« 1911, Nr. 7.

⁵

   Zentralbl. d. Bauverw. 1907, S. 160 und Zeitschrift für die gesamte Wasserwirtschaft 1908, S. 314.

⁶

   Zeitschrift f. d. gesamte Wasserwirtschaft 1906, S. 167. Journal für Gasbeleuchtung und Wasser-1912, S. 561.

⁷

Über den Bau der wirtschaftlichen Bedeutung und der Talsperren. Vortrag im Hause der Abgeord-

⁸

2. 5. 1900. Vergl. auch die unten angegebene Quelle, sowie Bellet, Barrages en Maçonnerie, S. 561. of the Institution of Civil Engineers Vol. CLXXII. Session 1907/08 Teil IV.

⁹

   Technik und Wirtschaft 1911, S. 680 u. f.

¹⁰

   Handbuch der Ingenieur-Wissenschaft. 1897, Bd. III, Kap. IX.

¹¹

Intze, Über die Wasserverhältnisse im Gebirge. 2) Einzelheiten über die Verteilung der Kosten,

¹²

Unterstützung durch Staat, Provinzen und Kreise s. Wulff, Die Talsperrengenossenschalten. S. 59 u. f.

¹³

   s. u. a. Electrical World 8. 2. 1913.

¹⁴

   Mattem, Die Wasserkräfte Schwedens und ihre Ausnutzung. Zeitschr. f. Bauwesen 1911. S. 575.

¹⁵

Der Talsperrenbau und die Deutsche Wasserwirtschaft. Berlin 1902, S. 74.

Vor allem aber sollte man nicht den Gesichtspunkt verlieren, daß die Talsperren — in welcher wirtschaftlichen Form auch sie immer zur Ausführung gelangen — dem einheitlichen Rahmen der Gesamtwasserwirtschaft angepaßt werden müssen. Es dürfen nicht einzelne Teile eines Niederschlagsgebietes in unzureichender Weise lediglich nach den Interessen, wie sie der einzelne Unternehmer hat, abgesperrt werden. Es ist dem einzelnen, der nicht das Wohl des großen Ganzen übersieht, nicht zu verübeln, wenn er von dem Wasservorrat eines Niederschlagsgebietes nur soviel in Anspruch nimmt, als er braucht. Damit droht aber unter Umständen die Vergeudung eines nationalen Gutes. Zu klein angelegte Talsperren können nur mit unverhältnismäßiger Schwierigkeit nachträglich vergrößert werden. Es muß also unter allen Umständen die Forderung gestellt werden, daß die Staubecken ihrer Größe nach dem in einem Niederschlagsgebiet vorhandenen Wasservorrat angepaßt werden, sodaß für alle Zeit eine wirtschaftliche vorteilhafte Ausnutzung stattfinden kann. Mit anderen Worten, der Ausbau der Wasserwirtschaft im Gebirge — auch wenn er durch private Unternehmungen geschieht — sollte einheitlich auf der Grundlage eines großen Programms erfolgen, das den Bestrebungen die Richtung festlegt, ohne doch die Entwicklung und Ausbildung im einzelnen zu hemmen. Die Aufstellung eines solchen Systems wird immer die Aufgabe staatlicher Fürsorge sein müssen und muß dem praktischen Vorgehen voraneilen. Die dabei festzulegenden leitenden Gesichtspunkte hat sich dann das Genehmigungsverfahren zur Richtschnur zu nehmen. Die Kostenaufbringung muß nach Maßgabe des Vorteiles geschehen, den der einzelne aus dem Unternehmen zieht.

von

Die Anzeichen, das sich ein Umschwung der Meinungen anzubahnen beginnt, mehren sich. Während in Süddeutschland die großen Kraftanlagen von Rheinfelden, und in der neuesten Zeit die Werke von Augst-Wylen (40000 PS., fertiggestellt 1912) und Laufenburg (50000 PS., 1912 im Bau) Privatgesellschaften mit staatlicher Genehmigung finanziert, errichtet und betrieben werden, hat die Entwicklung in Preußen neuerdings einen anderen Weg genommen. Die Überlandzentralen der Talsperren von Mauer und Marklissa (s. S. 31) sind von der Provinz Schlesien eingerichtet und stehen in ihrem Betriebe. Weitere Unternehmungen dieser Art auf kommunaler Grundlage sind in dieser Provinz im Entstehen begriffen. Die Talsperre und das Überlandkraftwerk von Straschin-Prangschin bei Danzig sind ein Unternehmen des Kreises. Des Elektrizitätswerkes der Urfttalsperre als eines Unternehmens, an dem ebenfalls die umliegenden Kreise beteiligt sind, ist schon an anderer Stelle (S. 27) gedacht. Der Ruhrtalsperrenverein hat in Verbindung mit den Talsperren an der Mohne und Lister gleichfalls eigene Kraftwerke erbaut und in Betrieb genommen¹).

aus

Ein Kraftwerk des Preußischen Staates ist an der Weser in Verbindung mit dem Wehr bei Dörverden errichtet. Die gewonnene Wasserkraft wird nach Umsetzung in elektrische Energie auf 80 km ferngeleitet, um bei Minden das Pumpwerk zu treiben, das einen Teil des Speisungswassers der Weser in den Rhein —Hannover Kanal hebt. Der Rest der insgesamt jährlich erzeugten 20 Mill. Kilowattstunden soll an die umliegenden Landkreise, die Eisenbahnverwaltung und einige Städte abgegeben werden. Ferner errichtet Preußen an der Waldecker Talsperre in der Eder, an der Diemeltalsperre bei Helminghausen und in der Weser unterhalb Münden 3 Wasserkraftwerke, die mit Überlandzentralen verbanden werden. Es soll ein Gebiet von 6500 qkm mit 600000 Einwohnern sowie der Eisenbahnbetrieb mit elektrischem Strom versorgt werden. Im ganzen können jährlich etwa 41 Mill. Kilowattstunden gewonnen werden. Die Gesamtkosten sollen 9 Mill. Mark betragen. Das Unternehmen wird in staatlichem Betriebe stehen²).

Aber auch die süddeutschen Staaten haben zum Teil den Entschluß zum Vorgehen in gleichem Sinne gefaßt. Die bayerische Regierung hat von den in staatlichem Eigentum befindlichen Wasserkräften rund 100000 PS. im Jahresdurchschnitt zum elektrischen Betrieb der Staatsbahnen für sich Vorbehalten. Darunter sind besonders bemerkenswert eine Kraft am Lech mit 15000 PS., am Inn mit 37000 PS., an der Isar mit 8500 PS. und vor allem das Walchensee-Kraftwerk mit vorläufig 25000 PS. Der Staat hat mit dem Bau des Saalachwerkes bei Reichenhall (3200 PS.) die Durchführung dieser Unternehmungen begonnen³). Der badische Staat hat im Jahre 1912 nach den Beschlüssen der gesetzgebenden Körperschaften den Ausbau des Murgwerkes (in Verbindung mit Talsperren) mit einem Auf-wande von nahezu 21 Mill. Mk. (ohne Fernleitungsnetz) übernommen. Bau und Betrieb liegt in den Händen des Staates⁴).

Der leitende Gesichtspunkt aller dieser Unternehmungen ist, das Land mit elektrischer Energie zu versorgen, soweit die natürlichen Kraftvorräte reichen. Es kann dadurch bis zu einem gewissen Grade eine staatliche Beeinflussung und Preisregelung erfolgen und verhindert werden, daß die Preise für den elektrischen Strom zu sehr gesteigert werden. Einem Privatmonopol in der Versorgung des Landes wird gesteuert. Die Überlandzentralen stehen in ihrer wirtschaftlichen Bedeutung kaum nach der des Eisenbahnnetzes und der Verkehrswege, und es ist nicht uninteressant zu erkennen, wie sich hier gegenwärtig der Vorgang der Verstaatlichung in ähnlicher Weise wiederholt, wie um die Mitte des vorigen Jahrhunderts bei der Umwandlung des Privatbahnbetriebes in die staatliche Verwaltung der Eisenbahnen.

§ 80. Geldaufbringung. (Finanzierung.) Die Frage der Geldauf bringung für die kostspieligen Talsperrenunternehmungen hängt eng zusammen mit der vorhin erörterten wirtschaftlichen Form der Unternehmung. Je nachdem das Unternehmen ein staatliches, provinziales oder städtisches ist, erfolgt die Bereitstellung des Baugeldes durch die dazu zuständigen Stellen (Landtag, Stadtverordnetenversammlung usw.), sei es durch Aufnahme einer Anleihe und aus vorhandenen Beständen für außerordentliche Ausgaben. Für genossenschaftliche Unternehmungen, Gesellschaften m. b. H. Aktiengesellschaften, wird meist die Geldbeschaffung für den Bau durch eine Anleihe der gebotene Weg sein. Bei Genossenschaften und den Ruhrtalsperren erfolgt die Geldaufbringung zur Deckung der j ährlichen Ausgaben durch Umlage. Die Einzelheiten dieser Beitragsaufrechnungen werden später besprochen werden. In allen Fällen muß diese Ermittelung nach dem Grundsatz der Gleichwertigkeit von Leistung und Gegenleistung vor sich gehen, wenn das Unternehmen ein wirtschaftlich gesundes sein soll.

zu

Es ist oft nicht leicht, die Fernerstehenden für ein wasserwirtschaftliches Unternehmen zu erwärmen, auch wenn es ein vollauf gesundes ist, weil sich in der Regel sehr verschiedenartige Interessen gegenüberstehen. Es ist auch zuzugeben, daß ein Laie oft nicht ohne weiteres die Tragweite des Entschlusses — wie es in der Natur der Dinge liegt — übersehen kann. Ein vermittelnder Weg für den Ausgleich aller berechtigten Ansprüche muß gefunden werden, und das Vertrauen zu der führenden Persönlichkeit ist hier wie bei allen großen Unternehmungen oft das ausschlaggebende Moment. Große Unternehmungen erfordern Wagemut. Man kann sie oft nicht auf bauen auf fein ausgeklügelte wirtschaftliche Berechnungen. Man kann nur das Ziel im Auge haben und, sofern dies technisch erreichbar, wird man bisweilen zunächst unter Hintanstellen der Kostenfrage den Weg bahnen müssen, wenn es sich darum handelt, Pläne verwirklichen, die einen großen Fortschritt in der Entwicklung der Kultur bedeuten. In der Aufmunterung zur Tat liegt oft nicht der geringste Anteil des Gesamterfolges.

Die Bemühungen eines Ingenieurs bei der Vorbereitung von großen Unternehmungen sind daher nicht immer von Erfolg begleitet und gewiß selten ist dies sogleich beim ersten Anlauf der Fall. Es hängt von dem Geschick des einzelnen ab, seine Gedanken zur Anerkennung und Verwirklichung zu bringen und hierin ist der Erfolg einzelner Persönlichkeiten begründet. Es ist eine große und interessante Aufgabe, im Parlament oder in den Kreisen der Interessenten für einen Plan eine Mehrheit zu gewinnen, die das Geld kraft ihrer Zuständigkeit bewilligt oder aus freiem Entschluß zur Verfügung stellt. Mitunter sind die Lasten allerdings außerordentliche und für einen engen Kreis von Interessenten schwer zu tragen, so daß bei aller besseren Erkenntnis von der Möglichkeit eines Unternehmens die Verhandlungen daran scheitern, daß leistungsfähige finanzielle Unterstützungen nicht zu finden sind. Wirtschaftliche und politische Interessen greifen hier oft ineinander über. Der Ingenieur hat diesem Teile der Gesamtaufgabe — der Arbeit der Finanzierung — bisher im allgemeinen etwas fremd und ablehnend gegenüber gestanden. Aber er sollte es mehr und mehr als seine Aufgabe ansehen, nachdem die grundlegenden Vorarbeiten, die Projektaufstellung, die Kostenveranschlagung, die wirtschaftlichen Aufrechnungen von ihm ausgearbeitet sind, nun auch vor der Allgemeinheit diesen schlußlegenden Teil der vorbereitenden Arbeiten selbst in die Hand zu nehmen und zu vertreten. Jedenfalls muß man die Aufgabe des Ingenieurs heute nicht nur in der Lösung technischer Probleme und Konstruktionen erblicken, sondern es muß auch sein ernstes Bestreben darin bestehen, wirtschaftlich richtige Ingenieurunternehmungen dem Verständnis und der Anteilnahme der Öffentlichkeit näher zu bringen und ihre Verwirklichung durchzusetzen. Die Kraft der Überzeugung, die ihm inne wohnt, läßt ihn als den natürlich gegebenen Führer erscheinen.

Es würde hier zu weit führen, das Verfahren der Geldaufbringung und Geldbewilligung im einzelnen zu erörtern und alle jene maßgebenden Gesichtspunkte, die bei der Kapitalbeschaffung, Verzinsung, Tilgung u. a. m. obwalten müssen, aufzurollen. Der Gang derartiger Arbeiten ergibt sich vielfach nach Maßgabe gesetzlicher Bestimmungen, Satzungen, behördlichen Genehmigungen und bildet ein eigenes Gebiet, das nicht Gegenstand dieser Untersuchung sein kann.

II. Die Kosten der Talsperren.

zu

Die notwendigen Unterlagen und Bestandteile eines Entwurfs für eine Talsperre sind früher (§ 16) erörtert worden, im besonderen auch alle die Einzelheiten des Unternehmens, die in den Plänen, Zeichnungen und im Erläuterungsbericht in die Erscheinung treten haben. Bei der nachfolgenden Besprechung der Kosten soll vorausgesetzt werden, daß der Entwurf fertig vorliegt.

versorgungsbauten zusammensetzt, wird jeder Bau eine besondere Abteilung bilden, innerhalb deren eine weitere Einteilung nach Titeln usw. für die einzelnen wesentlichen Zweige des

§ 81. Die Massenbereclinuiig. Die erste, den Kostenanschlag und die Bauausführung vorbereitende Arbeit ist die Massen- und Baustoffberechnung. Es soll hier nicht eingegangen werden auf die Einzelheiten derartiger Berechnungen, die wie bekannt, auf der Raum- und Flächenermittlung der Baukörper fußen. Ebenso wird der allgemeine Aufbau der Massenberechnung als bekannt vorausgesetzt. Es empfiehlt sich, die Massenberechnung mit der Kostenveranschlagung in Übereinstimmung zu bringen, derart, daß die einzelnen Teile beider Aufstellungen sich entsprechen. Für einen derartigen Aufbau werden die in § 83 mitgeteilten Gesamtkostenzusammenstellungen einiger neuer Talsperren-ausführungen einen guten Anhalt bieten. Die Massenberechnung eines einheitlichen Baues, wie der einer Sperrmauer, gliedert sich im allgemeinen nur nach Positionen. In einer größeren Gesamtanlage, wie z. B. in einem Talsperren-Wasserkraft-, Wasseroder Landbewässerungsunternehmen, das sich aus einer Reihe von Einzel

Werkes eintreten kann. An die Massenermittlung schließt sich die Baustoff berechnung, die dazu dient, für die Bauausführung die Grundlage zum Ankauf der Materialien zu beschaffen. Sie fußt in ihren Einzelheiten auf Erfahrungssätzen des Baubetriebes.

Die Berechnung der Massen einer Sperrmauer soll hier nur insoweit besprochen werden, als sie eine diese Bauwerke kennzeichnende Eigenart besitzt. Diese Besonderheit der Aufrechnung betrifft den Inhalt der für die Fundamente auszuhebenden Baugrube — die Fels- und Erdmassen — und den Inhalt des Mauerklotzes selbst. Die Schwierigkeit dieser Feststellung, um ein genaues Ergebnis zu erzielen, tritt umsomehr hervor, als die Mauern meist im Grundriß gekrümmt gebaut werden und als bei den großen Querschnitten und Längen schon kleine Unstimmigkeiten einem bedeutenden Ausschlag geben. Dieser Gegenstand hat also ein wesentliches Interesse hinsichtlich der Kosten. Man kann zwei Arten unterscheiden:

1.    Die Aufrechnung der Massen für den Kostenanschlag, und

die Abrechnung ;

2.    »

die Ermittlung zu 2 muß genau sein, während dies zu 1 nur bis zu einem gewissen Grade nötig ist.

Die Massenberechnung der geraden Talsperren soll hier nicht erörtert werden, weil sie nur einen Sonderfall der nachstehenden Aufrechnung bildet und nach den Regeln der gewöhnlichen Raumberechnung vorzunehmen ist.

Die Massenberechnung der gekrümmten Talsperren für den Kostenanschlag. Auf Grund der Geländeaufnahmen und Schürfungen kann man die Höhenlage der Geländeoberfläche, der Felsoberfläche und die vermutliche Gründungssohle bestimmen. Diese Ergebnisse werden in einem abgewickelten Querschnitt der Talsperre eingetragen (s. Abb. 344). Es werden ferner eine Anzahl senkrechter Schnitte im allgemeinen radial gelegt (1 bis 36 in der Abb.) und danach der Querschnitt für die Ausschachtung aufgetragen. Der Abstand der Querschnitte kann zu etwa 5 m angenommen werden. Das Maß b ist von der Breite a des Mauerfußes, t von der Höhe der Erdlage abhängig. Die Fläche des Erdquerschnittes ergibt sich dann zu

[b + b 4-1) t

Die Aufrechnung der Erdmassen geschieht zweckmäßig in tabellartiger Form

nach Tab. 85

Abb.85. Kopf für die Erdmassenberechnung.

Nr. der Schnitte

F — [b + b -f-1) t

Fn -f- Fn + 1

Bemerkungen

qm

qm

cbm

Der Abstand zwischen Fn u. Fn + 1 ist = 5,0 m, b = a -f- 1,00, c = a + 1,00 t. Zu der Hauptmasse des Erdaushubes tritt noch der Aushub für den Überlauf an der Kaskade usw. Die Berechnung geschieht nach dem Körperinhalt.

Die Ermittlung des Felsaushubes erfolgt am besten auf Grund wagerechter Schnitte, um eine Übereinstimmung mit der Berechnung der Mauermassen herbeizuführen. Diese Schnitte werden in 1,0 m Höhenabstand gelegt. (Abb. 344). Daher ist l, die

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Oli

QuerschniU

1*--------36,SO--------h

7¥B

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71/J,

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JW

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Abwickelung der Mauer nach der Vorderkante

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Abb. 344. Die Massenberechnung der gekrümmten Talsperren für den Kostenanschlag.

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Felsaushut

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xf.

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Erdaushub

wagerechte Länge der Felslamelle,, ein wechselndes Maß, etwa von 1 bis 3,5 m je nach der Böschung des Hanges und der notwendigen Eingriffstiefe tx in den Fels, die z. B. beim Solinger Talsperrenbau zwischen 2,50 m an den Hängen und 3,50 m in der Talsohle schwankte.

Der Felsaushub J berechnet sich auf Grund dieser wagerechten Schnitte nach J = l . a • 4 [l — Länge der Felslamelle).

Für die Massenzusammenstellung kann der folgende Kopf benutzt werden.

Kopf der Felsmassenberechnung.

Nr.

der Absätze

Bemerkungen

Zu dem Felsaushub der Gründungssohle kommt noch solcher für Überlauf, Kaskade usw. hinzu.

Die Aufrechnung der Mauermassen geschieht nach dem gleichen Vorgänge wie eben beschrieben aus wagerechten Lamellen (s. Abb. 344). Es ergibt sich der Inhalt J einer Lamelle zu

j=i,

[a + ax)

worin a und ax die Breiten der Mauer für die betreffende Lamelle und lx die Länge der Lamelle bedeutet. Die Summe des Lamelleninhalts ergibt den Gesamtmauerinhalt der Talsperre. Für die Zusammenstellung kann der nachstehende Kopf benutzt werden.

Kopf der Mauermassenberechnung.

Nr. der Lamelle

Länge der Lamelle (aus der Zeichnung zu entnehmen)

Querschnitt (mittlere Breite X 1)

Inhalt

Bemerkung

Höhe der Lamellen = 1,0 m

Bei der Berechnung der Mauerwerksmassen aus lotrechten Querschnitten kann man Schnitte zugrunde legen, die senkrecht zur Sehne des Bogens in etwa 10 bis 20 m Entfernung stehen. Ihre Flächen werden aus den radialen Schnitten berechnet, entsprechend der jeweiligen Lage des zur Sehne senkrechten Schnittes zu der radialen Richtung. Die Flächen von je 2 Schnitten werden gemittelt und der Inhalt des zwischenliegenden Mauerstückes durch Multiplikation ihres Abstandes mit der gemittelten Fläche gewonnen.

Zu der Hauptmasse des Mauerwerkes in der Sperrmauer selbst tritt noch der Körperraum der vorgekragten Gewölbe, Pfeiler, Schiebehäuser, Zuleitungsstollen, Einsteigeschächte, Überlauf, Kaskaden usw.

In einfacher Weise berechnen sich bei Einteilung der Flächen in Streifen von 1,0 m Höhe nach Maßgabe des Mauerquerschnittes und der abgewickelten Länge die Flächen eines etwaigen Putzes an der Wasserseite, des Fugenputzes an der Luftseite, der Verblendmauer an der Wasserseite (Abb. 344) u. a. m.

Für die vorläufige Ermittlung des Mauerinhaltes der Staumauern z. B. als Grundlage für überschlägliche Kostenschätzungen hat Rehbock folgende Näherungsformel angegeben¹):

V =    . jo,08 • b + 0,44 V + 4 + t■ • b ■ 1.

Vyo    l

Hierin bedeutet: (s. Abb. 345)

V — Mauerwerksinhalt der Talsperre in cbm;

t = größte Wassertiefe im Staubecken beim höchsten vorkommenden Wasserstand in m; b — Talbreite in Höhe des höchsten vorkommenden Wasserstandes, gradlinig gemessen, in m;

b' = Talbreite in Höhe Uber dem Talgrund, gradlinig gemessen, in m ; g = Gründungstiefe der Mauer im Talgrund in m;

e = mittlere Einbindungstiefe der Mauer in die Talhänge, wagerecht gemessen, in m ; y₀ = Raumgewicht des Mauerwerks in t/cbm.

Die Formel ist für große Staumauern und mäßige Gründungs- und Einbindungstiefen von nicht über 8 m und für im Grundriß mit dem Krümmungshalbmesser R — b

^ gebogene Staumauern aufgestellt. Eine besondere Schutzschicht von Mauer werk vor dem Verputz an der Wasserseite wurde nicht angenommen. Dagegen sind in dem Wert V auch die für die Überläufe und Entnahmevorrichtungen erforderlichen Mauer werksmengen mit enthalten. Bei Feststellung des der Formel zugrunde gelegten Mauerquerschnittes wurde von der Forderung der Annahme klaffender, unter Wasserdruck stehender Fugen abgesehen. Sollen solche unter dem vollen Wasserdruck stehende Fugen berücksichtigt werden, so erhöht sich der Mauerinhalt V um etwa 10 v. H.

Für allgemeine Entwürfe genügt es meistens, wenn die Talbreite b in Höhe des höchsten Wasserspiegels aus den Meßtischblättern 1: 25000 entnommen wird, da kleine Abweichungen in der Größe des Wertes b nicht allzustark ins Gewicht fallen. Bei der Talbreite b' in y₅ der größten Stauhöhe über dem Talgrund würden Fehler dagegen einen erheblich stärkeren Einfluß auf das Ergebnis ausüben. Es ist daher bei diesem Wert auch bei allgemeinen Vergleichsentwürfen eine Nachprüfung zu empfehlen, die sich bei der Kürze und der geringen Höhenlage der zu messenden Linie über dem Talgrund meist auch viel schneller und leichter ausführen läßt, als die Bestimmung der Länge 6, bei der die Hänge bis zur fünffachen Höhe vermessen werden müßten.

Für allgemeine Entwürfe wird die Größe der Werte g und e meist nicht feststehen, da die zur zuverlässigen Bestimmung dieser Werte erforderlichen umfangreichen Schürfungsarbeiten kostspielig und zeitraubend sind. Für diese Werte müssen daher bei Verdung der Näherungsformel Schätzungen vorgenommen werden, für welche der Augenschein vielfach gute Anhaltspunkte liefert.

—MauecEtrone—

1/

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_ b _________

Höchster    5 rr.iniry*/ -

Abb. 345. Überschlägliche Ermittlung des Mauerinhaltes der Sperrmauern.

wen

S. 1189.

l) Schweizerische Wasserwirtschaft 25. 9. 1911, Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung 1911,

Die Massenberechnung für die Abrechnung. Das vorher beschriebene Verfahren ist im allgemeinen für die Kostenabrechnung nicht genau genug; denn die rechtwinkligen Einschnitte an den Hängen sind in solcher Kegelmäßigkeit nicht handen, wie vorstehend angenommen. Für die Abrechnung ist aber eine volle Genauigkeit nach der wirklichen Ausführung nötig, weil davon die Bezahlung an den Unternehmer abhängt. Man kann für die Abrechnung folgende Rechnungsverfahren ein-schlagen.

vor-

Berechnung des Baugruben- und Mauerwerksinhaltes gekrümmter Talsperren aus senkrechten Schnitten. Der Mauerkörper einer bogenförmigen Talsperre ist ein Umdrehungskörper, entstanden durch Rotation des Mauerquerschnittes um eine im Mittelpunkt des Kreisbogens errichtete lotrechte Achse. Der Inhalt J eines solchen Umdrehungskörpers ist nach der Guldin-schen Regel gleich dem Produkte aus dem Inhalt F der Fläche und dem Wege s ihres Schwerpunktes, vorausgesetzt, daß die J — F • s erzeugende Fläche auf einer Seite der Achse liegt. Das letztere ist der Fall und der Mauerinhalt würde sich hiernach theoretisch genau berechnen lassen, wenn der Querschnitt der Talsperre gleichbleibend und somit die Lage des Schwerpunktes in der ganzen Länge einheitlich wäre. Dieses würde der Fall sein, wenn die Gründungssohle eine ebene Fläche und die beiderseitigen Hänge aus lotrechten Wänden gebildet würden. In Wirklichkeit ist aber schon in der Talsohle das Mauerprofil nicht vollkommen gleichbleibend; hier immerhin aber doch innerhalb gewisser Grenzen und man wird daher bei breiten Tälern mit Vorteil

f,

S,o

F,

V*>

’V

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ri

von dieser Berechnungsart Gebrauch machen können.

Abb. 346. Massenberechnung des Mauerwerks der Sperrmauern aus senkrechten Querschnitten.

An den steigenden Hängen aber wechselt der Mauerquerschnitt ständig; also auch die Lage des Schwerpunktes und dieser wird um den Mittelpunkt der Sperrmauer nicht mehr im konzentrischen Kreise sich bewegen, wie es bei gleichbleibendem Profil der Fall wäre.

Doch hat man von diesem Rechnungsverfahren bei gekrümmter Mauer zur Bestimmung des Mauerinhaltes für den Kostenanschlag wie für die Abrechnung vielfach Gebrauch gemacht, wobei man gewisse Annahmen zugrunde legte, um den Gang des Verfahrens zu vereinfachen. Man steckt zur Bestimmung der Rauminhalte Querschnitte über die Geländefläche der herzustellenden Sperrmauer ab. Diese Schnitte erhalten eine radiale Lage. Ihr Abstand voneinander auf der Tangente in einem beliebigen, jedoch zweckmäßig möglichst in der Mitte des Tales belegenen Punkte eines meist ebenfalls beliebig gewählten konzentrischen Kreises beträgt etwa 5 m. Es sind dies die entsprechenden Schnitte, wie sie für die Absteckung gelegt werden s. Abb. 315 auf S. 522. Indem man in diesen Profilen zunächst die ursprüngliche Geländesohle, dann nach Beseitigung des Erd- und Geröllbodens die Oberkante des Felsens und schließlich die in den Felsen eingesprengte endgültige Fels- und Gründungssohle einmißt, einnivelliert und zeichnerisch aufträgt, hat man die äußeren Grundlagen der Berechnung festgelegt, aus denen sich in den einzelnen Querschnitten die jeweilige Fläche des Erdbodens, des Felsens und — nach Eintragung des Mauerquerschnittes — der Mauer-flache ausrechnen läßt. Die Berechnung des Mauerinhalts ist am wichtigsten, weil die Mauermasse bei den Kostenaufstellungen am meisten ins Gewicht fällt. Man berechnet hierfür in jedem Mauerquerschnitt die Fläche und den Schwerpunkt — letzteren graphisch —. Das weitere gestaltet sich wie folgt:

Es seien Ft und F₂ (Abb. 346) die Flächen zweier nebeneinander liegender Querschnitte, St und S₂ ihre Schwerpunkte, die auf einem Halbmesser Ą und R₂ liegen, der durch die zeichnerische Ermittlung des Schwerpunktes gegeben ist. Für die Rotationsbewegung des Schwerpunktes legt man dann einen mittleren Weg zugrunde und setzt

wobei lx und l₂ als Bogenlängen aus den Radien Ą und R₂ und dem

dafür ^-²

durch die Profilabstände gegeben Winkel a zu berechnen sind. Dann findet man den Inhalt des Mauerstückes zwischen den lotrechten Schnittflächen a c und b d zu

Fi 4- F₂ l\ -j- U

Durch Summierung dieser Teilstücke gelangt man zum Gesamtmauerinhalt.

Die Berechnung der Erd- und Felsmassen kann man in gleicher Weise durchführen, wenn man in jedem Querschnitt die Erdbodenfläche, die Felsfläche und die

dazu gehörigen Schwerpunkte S bestimmt (Abb. 347).

Abb. 347. Berechnung der Erd- und Felsmassen.

Die Bestimmung von je drei Schwerpunkten in jedem Schnitt, die in je 5 m Entfernung, aber in stark wechselndem Gelände noch öfter gelegt werden müssen, ist bei der erheblichen Länge der Sperrmauern von 200—300 m und mehr eine umständliche Arbeit und verlangt die Anfertigung vieler Querschnittzeichnungen. Während man diese zeichnerischen Ermittlungen wohl zur Bestimmung der Mauermassen durchgeführt hat, begnügt man sich zur Berechnung der weniger ins Gewicht fallenden Erd- und Felsmassen mit vereinfachenden Annahmen und legt einen mittleren Kreisbogen, etwa den Halbmesser der Talsperre in Kronenhöhe, zugrunde. Immerhin ist dies Willkür, da hierbei die Abrechnung bei Ausführung durch Unternehmer leicht zur Schädigung der einen oder anderen Partei und Meinungsverschiedenheiten führen kann.

Diese Anwendung der Guldinschen Regel hat unter den obwaltenden Umständen, wie dargetan, nur den Wert einer gewissen Annäherung, wenn zwar dieses Verfahren für die Massenberechnungen des Kostenanschlags neben den oben angegebenen Arten vollkommen ausreichend erscheint. Es ist überdies ein mühsames Verfahren, das an einer Unübersichtlichkeit leidet, die die Rechnung für jemand, der mathematisch weniger vorgebildet ist, leicht unverständlich macht. Es ist daher für die Abrechnung der Bauausführung weniger geeignet. Bedeutende Unterschiede in den Aufstellungen der Verwaltung und des Unternehmers pflegen hierbei vorzukommen und zu langwierigen Verhandlungen Anlaß zu geben, die dann in Vereinbarungen ihren Abschluß finden.

Berechnung aus wagerechten Schnitten nach Maßgabe der Bauausführung. Leichter und für jedermann zweifelsfrei verständlich läßt sich der Mauerwerksinhalt einer bogenförmigen Talsperre bestimmen, wenn man die Schnitte nicht lotrecht, sondern wagerecht legt, also die Mauer in horizontale Lamellen teilt. Diese Schnitte legt man zweckmäßig in Höhenabständen von 1,0 m (vergl. Abb. 344). Es sei ACAy und Bx CyB ein solcher Horizontalschnitt (Abb. 348). Die Festlegung der Größe der Schnittfläche muß während des Baues jeweilig mit der fortschreitenden Mauer erfolgen und geschieht zweckmäßig folgendermaßen unter Zuhilfenahme des Theodo-lithen. In Höhe der jeweilig fertigen Maueroberfläche werden die Linien Ay—A und Bx—B nach dem sichtbaren Mittelpunkt der Mauer M durchgefluchtet. Diese Sichtbarkeit wird meist vorhanden sein, sie kann noch erhöht werden durch Aufrichten einer hohen lotrechten Stange im Bogenmittelpunkt. Der Winkel a in M wird mittels Theodolith gemessen. Die Halbmesser der Bögen A B und Ay B₁ sind durch die bei Absteckung der grundlegenden Achsen genau festgelegte Lage der Mauer im Gelände und durch den Mauerquerschnitt für jede Höhe gegeben. Die Fläche A Aß B₁ B läßt sich also als Unterschied zweier Kreisausschnitte genau berechnen. Die Endstücke A C Ay und B Cl By sind die Anschlüsse an den Fels, sie werden durch Flächenaufnahme nach üblichen und bekannten Verfahren von den Standlinien A A₁ und B By bestimmt. Diese Endflächen lassen sich, indem man mit den Radien A Ay und B By soweit an die Hänge heran geht, als es die Sichtbarkeit irgend gestattet, auf wenige Quadratmeter beschränken, während die mathematisch genau zu berechnende Fläche A Ay By B der bei weitem ausschlag- Jjp\ gebende Teil ist. Es sei noch bemerkt, daß es F^rW \ durchaus vorteilhaft ist, die Stücke Ay By und AB, J/wĘj\ die man z. B. für die Ermittlung der äußeren sichtbaren Flächen der Talsperren braucht, durch Winkelmessung und Berechnung festzulegen, anstatt durch unmittelbare Messung auf der Mauer.

Az

Æ.

Mauerwerh

C,

Fs/s

\ - / Vr

Letztere ist zwar möglich; allein bei den vielen Unebenheiten und Absätzen, welche die Maueroberfläche in der Zeit der Ausführung stets aufweist und bei einem flotten Mauerbetriebe, in Abb. 348. Massenberechnung des Mauerwerks der

__    ,    . ,    r. ₁ .    Sperrmauern aus wagerechten Querschnitten.

dem die Mauer mit vielen Maurern, Gleisen usw.

stark besetzt ist, ist diese Messung umständlich und wird leicht ungenau. Die Mauermasse bestimmt sich nun aus dem Produkt des Mittels zweier angrenzenden Horizontalschnitte und ihres Höhenanstandes (1,0 m).

Diese Rechnungsweise, die der Verfasser zuerst für die Abrechnung der großen Solinger Talsperre anwandte, läßt sich nur für die Bestimmung der Mauermassen durchführen. Die Feld- und Erdmassen werden auch hier, zweckmäßig aus senkrechten Querschnitten, wie früher angedeutet, ermittelt. Bei den geringeren Einheitskosten und verhältnismäßig kleinen Massen sind hier näherungsweise Rechnungsarten schon mehr am Platze. Und diese erscheinen auch für die Massenberechnung von Erddämmen zutreffend.

zu

Voraussetzung dieses Verfahrens der Aufrechnung der Massen aus wagerechten Schnitten, ist, daß die Aufnahme der Horizontalschnitte der Mauerausführung unmittelbar folgt. Diese Meßarbeit ist keineswegs zeitraubend und jedesmal in einigen Stunden zu erledigen. Sie wiederholt sich, je nach der Schnelligkeit des Baubetriebes in 8—14 Tagen, und gegenseitige Anerkennung der Aufnahmen bietet während der Ausführung den nicht unterschätzenden Vorteil, daß man die Möglichkeit hat, sich in jedem Augenblick schnell klar zu werden über die geleistete Mauermasse. Durch Vergleich mit der Massenberechnung des Anschlags hat man volle Klarheit und Übersichtlichkeit über den

finanziellen Stand des Baues und ein etwaiges Mehr oder Minder gegenüber dem Anschläge, da bei dem Bau einer Talsperre der Aufwand für den Mauerkörper den ausschlaggebenden Teil der Gesamtkosten bildet. Außerdem ist dieses Verfahren unabhängig von den im Gelände abgesteckten Querschnitten. Das ist eine besondere Annehmlichkeit; denn die Festlegung dieser Querschnitte an den zum Teil steilen Hängen ist beschwerlich, und Ungenauigkeiten laufen hierbei bald unter, zumal diese Arbeit oft stückweise gemacht, die Verpfählung im Laufe der Bauausführung leicht zerstört wird und immer wieder erneuert werden muß. Wenn im anderen Falle der Mittelpunkt festgelegt ist, so kann der hierdurch bestimmte Halbmesser ein für allemal benutzt werden und indem man von der große Genauigkeit bietenden Winkelmessung ausgeht, hat man die bestmöglichen Unterlagen, um hierauf die rechnerischen Ermittlungen aufzubauen.

Eine Vereinigung der vorbeschriebenen beiden Verfahren der Mauermassenberechnung besteht darin, daß man für den mittleren Teil der Sperrmauer und damit für den Hauptteil das System der Horizontallamellen anwendet und für die der Masse nach zurücktretenden Hanganschlüsse die Berechnung nach der Guldinschen Regel wählt, wobei dann die zeichnerische Schwerpunktsermittlung in diesen Endstücken stattfinden muß. Diese Methode liefert immerhin für den bei weitem größten mittleren Teil ein genaues Ergebnis und nur ein kleiner Teil unterliegt dem näherungsweisen Verfahren. Der Vorteil der Übersichtlichkeit des Baustandes während der Zeit der Ausführung ist hierbei jedoch nicht vorhanden.

§ 82. Die Ermittlung der Kosten. Die Kosten sind allgemein ein Ergebnis aus Arbeits- und Kapitalaufwand. Unter diesem Gesichtspunkt muß man auch die beim Bau entstehenden Ausgaben betrachten. Die Baukosten setzen sich zusammen aus der Ausgabe für die Baustoffe, den Arbeitslöhnen, den anteiligen Aufbrauch an Geräten und allgemeinen Kosten (Verwaltungskosten). Diese Entstehungsweise vermischt sich mitunter, besonders, wenn es sich um die Beurteilung von Preisen handelt, die nach Erfahrungssätzen aus ausgeführten Anlagen abgeleitet sind. Die Werte treten hier oft lediglich als Verkaufspreise in die Erscheinung. Klarer wird das Bild in einer genauen Ermittlung der Selbstkosten. Diese Erörterung deutet schon an, daß man bei der Baukostenberechnung zwei Arten unterscheiden kann: 1. den Anschlag der Verwaltung, der die Ausgaben zum Teil für die fertigen Stücke enthält, zum Teil ihre Zerlegung in Arbeits- und Materialkosten durchfuhrt, aber im allgemeinen nicht ins Einzelne geht. Derartige Anschlagpreise gründen sich meist auf längere Erfahrungen über Kosten, die bei der Ausführung von Bauten gemacht sind. Bei der üblichen Ausführung durch Unternehmer ist auch der Unternehmergewinn darin eingeschlossen. Auf Grund dieser durch Voranschlag ermittelten voraussichtlichen Gestehungskosten eines Bauwerkes erfolgt dann die Geldbewilligung für die Bauausführung. Die wirklichen Kosten des Baues ergeben sich bei der Abrechnung. 2. Für den Unternehmer tritt die Kostenfrage vornehmlich auf bei Abgabe seines Angebotes auf die Ausführung einer Bauanlage anläßlich einer Ausschreibung oder einer besonderen Aufforderung seitens der Verwaltung. Auch er wird mit Erfahrungssätzen nach den Ergebnissen seiner früheren Bauausführungen arbeiten; immerhin wird er wesentlich mehr als die Behörde die jeweilige Marktlage berücksichtigen müssen. Der Unternehmer muß bei seinem Anschläge auf die Preise der Baustoffe und der Arbeitslöhne zurückgehen und seine gesamten Gestehungskosten weitgehend in ihre Einzelteile zerlegen. Wegen des regen Wettbewerbes muß die Aufstellung mit peinlicher Sorgfalt geschehen, und die abzugebenden Preise sollten auf das genaueste berechnet werden. Bei den Baustoffkosten werden die steigende oder fallende Nachfrage und das Angebot, ferner die Förderkosten nach der etwa abgelegenen Baustelle ins Gewicht fallen. Die Preise des Marktes zur Zeit der Übernahme der Arbeiten sind oft anders als für die Ausführung, die vielleicht zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt erfolgt. Ebenso sind die Lohnpreise von der Lage der Baustelle nicht unabhängig. Es ist bei abgeschiedenen Talsperrenbaustellen auf das oft mangelhafte Angebot von Arbeitskräften bedacht zu nehmen; die Kosten der Arbeiteranwerbung und Unterbringung, gegebenenfalls die Sorge für die Verpflegung und die Löhne am Ort der Bauausführung sind zu erkunden. Von sehr weitgehendem Einfluß auf die Selbstkosten ist naturgemäß die Gestaltung des Baubetriebes, eine mehr oder minder geschickte Geschäftsführung beim Einkauf der Baustoffe und eine klare und sachgemäße Übersicht bei den Anordnungen auf der Baustelle. Das sind in Zahlen schwer wägbare Größen sie hängen zu sehr mit der Person zusammen. Daher die große Vorsicht der Unternehmungen in der Wahl der Betriebsleiter. Ferner sind zu berücksichtigen die Abnutzung der Geräte, allgemeine Verwaltungskosten, Verzinsung des in den Baubetriebsmitteln angelegten Kapitals, etwaige Hochwassergefahren, Wagnisse bei den Schwierigkeiten der Gründungen und der Dauer der Arbeit, Überwinterungen auf der Baustelle u.a.m. Der Zuschlag für alle diese Nebenaufwendungen und für die Verzinsung und Tilgung des im Baugerät aufgewandten Kapitals wird mit etwa 15—20 v. H. in Ansatz zu bringen sein¹)- Aus allen diesen Unterlagen berechnen sich die Selbstkosten. Zu

Tabelle 86. Einheitspreise vom Bau der Solinger Talsperren im Sengbachtale.

1900-1903.

Gegenstand

Anschlag

Ausführung

Mk.

Mk.

1 cbm Bodenaushub in der Baugrube . .

1 cbm Felsaushub in der Baugrube . . . . 1 cbm Bruchsteinmauerwerk in Traßmörtel 1 cbm Beton...............

2,00

4,00

15,50

15—20

(je nach Mischung)

1,50

2,50

15,50

17,5-20,0

1 cbm gewöhnliches Ziegelmauerwerk 1 cbm Ziegelmauerwerk (Abmauerung)

25

45

CO O To To

einschl. Lieferung der Materialien

Tabelle 87. Angebotspreise vom Bau des Wasser- und Elektrizitätswerk

der Stadt Solingen 1899.

100000 cbm Stauinhalt. (Staudamm mit Betonkern).

Vorbecken

Hauptbecken 3000000 cbm Stauinhalt. (Mauerhöhe 43 m).

Nr. des Angebots

Vor

becken

Sperr

mauer

Stollen

Überfall- ober-und wehr in

Unter-Wupper graben

der

Kraftwerk und Pumpstation (ohne maschinelle Ausrüstung)

Zusammen

Bemerkungen

I.

II.

III.

IV.

V.

106 386,67 1225000,00 156 873,22 1553168,20 156 000,001421000,00 154 862,001341000,00 174 000,001176500,00

26 691,50

96 499,92 70911,24

155167,65

1680656,98

34 000,00    —    —

26 296,00 88463.95 88 279,00 30 000,00 130 000,00 105 000,00

195000,00 183881,00 202 273,00

1882782,25

1817773,00

Die Ausführung wurde dem Anbieter zu I übertragen.

Nach dem Kostenanschläge

1135 285,00 1168429,00 27 884,00 j 81309,501 96 000,00    159 540,00    1668447,50 |

i) Erörterungen hierüber s. u. Technik und Wirtschaft, 1910, Juni-Heft S. 331; 1912, S. 761.

diesen kommt bei Abgabe des Preises in Ausschreibungen der notwendige Unternehmergewinn (Keingewinn). Es ist eine Entschädigung für die Arbeitskraft des Unternehmers und sein Wagnis und muß im Einzelfalle mit dazu beitragen, den Ausgleich zwischen Gewinn und Verlust bei den verschiedenen Unternehmungen herbeizuführen. Es ist das eine berechtigte Forderung. Gegenüber dem Wagnis, das ein Unternehmer eingeht bei unübersichtlichen neuen Bauarbeiten, besonders schwierigen und gefahrvollen Gründungen, gegenüber seiner aufreibenden und verantwortungsvollen Tätigkeit ist ein gewisser Reingewinn wirtschaftlich durchaus begründet. Allerdings muß dabei eine Grenze geboten erscheinen.

Es ist Aufgabe des bauenden Ingenieurs in der ausführenden Unternehmung, sich nicht nur die Selbstkosten in diesem weiteren Sinne zu vergegenwärtigen, sondern es muß in seinen Aufrechnungen auch das Verhältnis zwischen Selbstkosten und Verkaufspreis Beachtung finden. Denn der starke Wettbewerb wird oft nötigen, mit einem geringeren Gewinn abzuschließen und daher für den Bau niedrige Preise zu stellen.

Tabelle 88. Preise nach dem Ergebnis der Ausschreibung

II

III

IV

Angebot

Gesamt

summe

Mk. Pf.

F Bodenaushub in der Baugrube

Felsausbruch in der g    Baugrube

Lehmanschüttung an der Wasserseite

Mk./ cbm

F Bruchsteinmauerwerk in Traßmörtel

Zulage zu Spalte 6 für die Ansichtsflächen s in Zeinentraßmörtel

F Ziegelmauerwerk in Zementtraßmörtel

Verblendmauerwerk an der Wasserseite in Zement-Traßmörtel (Zulage zu Spalte 6)

ß Beton in Zementtraßmörtel •jj. für die Abdichtung an der Wasserseite

VI (Ausfuhr ungspreise)

VII

VIII

IX

515 676,00 485 630,20 425 888,30 610130,90 485 344,50 410 574,00 541 486,70 879 916,85 475 973,05 445 892,10

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30

33,6

31,5

35.85

35

32

29,00

36,5

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O rf of H (C O id co" of o

OIOIOICOOIOIOIC— OlOl

26

Ö 03 Ci Ol

19

25

28

26,7

19,10

27

aus

Im Endergebnis sollten sich beide Anschläge, der der Verwaltung nach abgeleiteten Sätzen und der des Unternehmers nach besonderer Aufrechnung für ein gegebenes Bauobjekt eigentlich decken. Das ist aber meist nicht der Fall. Die Tabellen 86—88 lassen nicht nur erkennen, wie die in einer öffentlichen Ausschreibung entstandenen Unternehmerpreise von den Einheitssätzen des Kostenanschlags ab weichen; sie zeigen auch die großen Unterschiede der von den Unternehmern abgegebenen Preise. Es sind die mannigfaltigsten Gründe, die die außerordentliche Verschiedenheit der Unternehmerpreise bedingen. Es soll hier den Grundlagen dieser Preisbildung bei öffentlichen Ausschreibungen und den dabei hervorgetretenen vielfachen Mißständen nicht nachgegangen werden. Erfahrungssätze und Erfahrung der Ingenieure, Mitteilungen den Angeboten, vor allem zutreffende Beurteilung der gesamten Sachlage werden der Verwaltung den Weg weisen müssen in der Beurteilung der Angemessenheit der Angebote. Die Methoden der Veranschlagung, die Beschaffung der Materialien unter möglichst

günstigen Bedingungen, die Wahrnehmung aller sonstigen Vorteile, um mit geringsten Selbstkosten den Bau auszuführen und die übernommenen Verpflichtungen zu erfüllen, sind in gewissem Grade eigene Sache der einzelnen Unternehmung im guten Sinne verstanden, derart, daß sie ihre Verpflichtungen in angemessener Weise erfüllt. Sie sind zum Teil als ihr Geschäftsgeheimnis anzusehen und niemand plaudert gern seine Art aus. Daher ist über diese Methoden der Veranschlagung im allgemeinen nicht viel bekannt.

Ein Vorteil für den kommt dabei heraus, der das zutreffendste System der

Selbstkostenberechnung besitzt. Er wird die beste Klarheit bei Abgabe seines Angebotes für sich haben.

Bei der Ausschreibung der Listertalsperre (erbaut 1909/11; rund 110000 cbm Mauerwerk) schwankten die Angebotspreise für die Gesamtanlage in runder Zahl zwischen 1479300 und 2464900 Mk. Der Kostenanschlag schloß mit 1546200 Mk. ab.

Was nun die wirtschaftliche Richtschnur für die an dem Bau beteiligten Ingenieure anbetrifft, so ist zu bemerken: wenn der Ingenieur der Verwaltung — »der

der Talsperre der Stadt Nordhausen a./Harz.

Beton in Zementtraß-mürtel für die Fahrbahndecke

Werksteine

Mk./cbm Mk./cbm |

30

00 Oi

165

30,85

250

30

140

30

145

35

120

42,2

270

22

110

33

90

n> n> c» jns os u> txo ^ os r Verputz an der Wasser-"SS” “““ Ï    Seite

Wasserschieber

(Spindel)

Flachschieber

Durchmesser 300 mm

Durchmesser 450 mm

Durchmesser 500 mm

Durchmesser 450 mm

Durchmesser 500 mm

Flußeiserne Rohre

Gußeiserne Rohre

Bemerkungen

1 Stück 1 Stück 1 Stück 1 Stück 1 Stück für 1 t für 11

300 | 600 600    900

250

600

250

350

130

400

300

270

520

1000

450

600

275

680

550

480

650 100 1000 900 600 340 1050 800 500 250 750 500 360 230 780 650 650 100 550 500

120

1000

460

800

260

550

270

680

110

570

600 400 400 400 280 245 550 690 750 350 750 400 300 220 500 350 800 400 750 300

In den Preisen sind enthalten die Lieferung aller Materialien, das Gewinnen der Steine in nahe gelegenen Brüchen, Vorhalten sämtlicher Geräte, Rüstungen, Gleisanlagen, Förderung der Materialien und alle sonstigen Nebenarbeiten.

Die Ausführung wurde dem Anbieter zu VI übertragen.

Bauleitende« — gebunden ist durch die für den Bau bewilligte Geldsumme, die nicht überschritten werden darf, wenn unliebsame Weiterungen vermieden werden sollen, so sind für den bauausführenden Ingenieur — den Vertreter des Unternehmers — die aus den Ausschreibungsverfahren hervorgegangene Vertragssumme und die Einzelpreise maßgebend.

Die Ermittlung der Kosten einer Talsperre für den Anschlag der Verwaltung kann durch Kostenüberschläge oder Kostenanschläge geschehen. In beiden Fällen baut sich die Kostenermittlung auf der Massenberechnung auf. Das allgemeine Verfahren (Überschlag) geschieht meist auf der Grundlage von Skizzen, und es wTerden die roh ermittelten Massen multipliziert mit dem Preise für den fertighergesteilten Gegenstand. Eine Zerlegung in die einzelnen Baustoffe, oder in Baustoffkosten und Arbeitslöhne findet hierbei nicht statt. Das genaue Verfahren (Anschlag) erfolgt auf der Grundlage von Entwurfszeichnungen, wobei in der Eegel die Berechnung des Bedarfs an Einzelstoffen durchgeführt wird wie z. B. im Mauerwerk des Bedarfs an Steinen und Mörtel und im Mörtel wiederum des Bedarfs an Sand, Kalk, Traß, Zement usw. Diese Veranschlagung trennt auch meist die Baustoffkosten von den Arbeitslöhnen. Die Eisenkonstruktionen werden stets nach dem Einheitsgewicht (kg) des fertig eingebauten Stückes veranschlagt. Dies Verfahren ist notwendig, wenn Arbeitsausführung und Lieferung der Baustoffe gesondert vergeben werden sollen. Bei vielen Talsperrenanschlägen hat man sich mit ersterer Art begnügt.

Sehr überschlägliche Kostenberechnungen nach der Kauminhalteinheit des Bauwerkes geschehen z. B. auf der Grundlage von 1 cbm Mauerwerk der Talsperre, wobei dann dieser Preis gilt einschließlich allen Nebenanlagen der Sperrmauer, wie Kaskaden, Betriebseinrichtungen, Schieberhäuser, Geländer usw. oder bezogen auf 1 cbm Stauinhalt der Talsperre. Anhaltspunkte für die Bemessung der Einheitssätze zu derartigen Aufstellungen finden sich im folgenden Paragraph.

Auf die Form der-Kostenanschläge soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden. Einigen Anhalt für ihren Aufbau bieten die nachstehend gegebenen Kostenaufstellungen ausgeführter neuer Talsperrenunternehmungen. Es sei nur bemerkt, daß hierbei meist die Zerlegung einer großen Gesamtanlage in die einzelnen Bauwerke und weiterhin die Aufteilung der einzelnen Bauwerke in die Hauptbestandteile stattfindet.

§ 83. Kostenangaben nach ausgeführten Anlagen, a) Einzelkosten. Wo man nicht bei den Verwaltungen aus früheren Ausführungen Einzelpreise für Veranschlagungen herleiten kann, mögen die nachstehend mitgeteilten Angaben einigen Anhalt bieten, wenn man auch nie außer Acht lassen sollte, daß der Einzelfall Bedingungen zu stellen pflegt, die Abweichungen von allgemeinen und Durchschnittspreisen notwendig herbeiführen. Um nicht eine Überfülle des Stoffes zu bringen, sind die Mitteilungen auf einige wenige Beispiele beschränkt, die mittlere Verhältnisse darstellen und somit für den vorliegenden Zweck einige praktische Bedeutung beanspruchen können. Die Angaben sind lediglich auf Talsperrenanlagen beschränkt. Ausführungskosten von Wasserkraftwerken und den sonstigen zugehörigen hydraulischen und elektrischen Anlagen finden sich in des Verfassers Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte« 2. Aufl. Leipzig 1908, S. 388 u. f. Vorweg mögen einige erläuternde Bemerkungen eingeschaltet werden.

Kosten des Fundamentaushubes. (Vergl. Tab. 86 u. 88.) Der Ausfall der Gründungsarbeiten ist unübersichtlich, und ihr Umfang nach Maßgabe der Schürfungen und Probegruben ist schwer zu berechnen. Man muß sich oft mit Schätzungen begnügen-Wo Überschreitungen bei Talsperrenbauten vorgekommen sind, sind sie meist auf unvorhergesehen entstandene Gründungskosten zurückzuführen. Diese Kosten können genau erst festgestellt werden, nachdem die Baugrube freigelegt ist. Man hat diese Erfahrungen bei den rheinisch-westfälischen Talsperren nicht minder wie bei den Vogesenweihern gemacht¹). Auf diesen Umstand wird man bei der Veranschlagung Rücksicht nehmen müssen.

Die Kosten des Mauerwerkes. Die Kosten des Mauer Werkes setzen sich zusammen aus den Kosten der Baustoffe, den Arbeitslöhnen der Maurer usw. und den Nebenkosten. Die Baustoffe sind im Bruchsteinmauerwerk der Talsperren die Steine (Bruchsteine) und der Mörtel. Die Steine werden meist an Ort und Stelle gewonnen. Es kann dies im ganzen als eine Vorbedingung für die Wirtschaftlichkeit des Baues angesehen werden. Jedoch sind in vereinzelten Fällen Transporte etwa von 10—14 km vorgekommen (Urfttalsperre, Ennepe-, Mölme-Talsperre). Die Kosten der Steine setzen sich zusammen aus Bruchzins und Gewinnungslohn. Erster muß gezahlt werden, falls

i) Fecht, Bau des Stauweihers im Alfeld, S. 9.

der Grund und Boden nicht Eigentum des Bauherrn ist und dieser die Entnahmestellen unentgeltlich an den Unternehmer überläßt. In Nordhausen war das Gelände nur zum Teil im Besitz der Stadt, und das Recht zur Anlage der Steinbrüche mußte für den anderen Teil gegen Zahlung eines Bruchzinses von 0,75 Pfg. für 1 cbm erworben werden. Über die Kosten der Steingewinnung und des Transportes bis zur Baustelle sind in dem Abschnitt »Betrieb der Steinbrüche« (s. S. 463) Mitteilungen gemacht worden. Im allgemeinen kann man annehmen, daß die Gewinnungskosten 3,0 bis 5 Mk./cbm frei Baustelle betragen, wenn die Steine in ergiebigen Brüchen in der Nähe der Baustelle gewonnen werden können. Beim Bau der Barmer Talsperren bei Herbringhausen wurden die Bausteine aus städtischen Steinbrüchen etwa 4 km unterhalb der Baustelle durch Italiener

in Stücklohn gebrochen. Die Gestehungskosten betrugen etwa 3y₂ Mark für 1 cbm Stein an der Verwendungsstelle. Die Steine wurden mittels Dampfzufuhrbahn herbeigeschafft. Auf die dem Marktpreise und damit täglichen Schwankungen allzusehr unterworfenen Einzelpreise der Bindemittel und des Mörtels soll nicht eingegangen werden. Es mögen nur einige Beispiele aus neueren Ausführungen hervorgehoben werden. Die Mauerarbeiten werden seitens des Bauunternehmers im allgemeinen im Tagelohn ausgeführt. Der italienische Maurer, der hier meist Verwendung findet, liebt die Stücklohnarbeit nicht. Auch im Interesse des Bauherrn liegt die Tagelohnarbeit. Die Kosten sind naturgemäß von den Kosten der Tagelöhne und der Geschicklichkeit d. h. der Leistung abhängig. Erfahrungsmäßig hat bei dem Bruchsteinmauerwerk der Talsperren ein Maurer am Tage bei 11 Stunden Arbeitszeit im Mittel 2,2 cbm geleistet. 2,5 bis 2,6 cbm können als Höchstleistung bezeichnet werden. Auf der Grundlage eines Arbeitslohnes von 30—33 Pfg. für eine Stunde des ungelernten Arbeiters und von 38—42 Pfg. für eine Stunde Maurerlohn bei Herstellung des Mauerwerkes der Talsperren stellen sich die Kosten von Mörtel und Mauerwerk für deutsche Preisverhältnisse etwa wie folgt (Tab. 89—92):

Tabelle 89. Kosten des Traßmörtels. (Rheinisch-westfälische Preisverhältnisse). Mischung: 1 Kalkbrei + lpa Traß + l³/4 Sand. Es kosten etwa:

250 1 Kalkbrei 375 1 Traßmehl 440 1 Flußsand

1.50    Mk.

6.50    » 2,64 »

1065 1.

10,64 Mk.

10,64

= 13,30 Mk.

Diese 1065 1 Bindestoff ergeben 0,8 cbm Mörtel, also kostet 1 cbm Mörtelstoff

Hierzu treten die Kosten des Mörtelmischens mit etwa 0,75 Mk./cbm und ein Zuschlag von 10 v. H. für Abnutzen der Geräte. Es kostet somit 1 cbm fertiger Mörtel 13,30 -f 0,75 + 1,40 = 15,45 (Selbst-

0,8

kosten).

Tabelle 90. Kosten des Zement-Traßmörtels. (Schlesische Preisverhältnisse.)

Mischungsverhältnis: 1 Kalkbrei + 1Traßmehl -f- 3 Zement + 5 Sand. Es kosten etwa

33 1 Kalkbrei . 50 1 Traßmehl . 100 1 Zement . .

0,33 Mk.

1,60 »

4,10 »

500 1 Sand (Grubensand, in der Nähe der Baustelle gewonnen). .    1,00 »

7,03 Mk.

683 1 Mörtelstoff

Diese 683 1 Mörtelstoff ergeben 560 1 Mörtel, so daß 1 cbm Mörtelstoff 12,55 Mk. kostet. Dazu für Mischen 0,75 und auf Geräteabnutzung und allgemeine Unkosten (10 v. H.) = 1,30 Mk. Es kostet also 1 cbm Mörtel 12,55 4- 0,75 + 1,30 = 14,60 Mk.

Tabelle 91. Kosten des Bruchsteinmauerwerks in Traßinörtel. (Rheinisch - westfälische Preisverhältnisse.)

6,50 Mlc. 3,75 » 2,00 » 1,00 »

Vorausgesetzt ist ein Mörtelverbrauch von 42 v. H. einschl. Verluste im Baubetriebe. 0,42 cbm Traß-Kalk-Mörtel je 15,45 1,25 „ Bruchsteine je 3,00 . . .

Maurerlohn für 1 cbm.......

Handlangerlohn für 1 cbm...................

. 0,60 »

1 cbm Bruchsteinmauerwerk in Traßmörtel (Selbstkosten) .... 13,85 Mk.

Zuschlag für Abnutzung an Steinbruch- und Maurergeräten und allgemeine Unkosten

Tabelle 92. Die Kosten des Mauerwerks in Zement-Traßmörtel bei 42 v. H. Mörtelverbrauch.

(Schlesische Preisverhältnisse).

0,42 cbm Zementtraßmörtel je 14,60 Mk.

1,25 cbm Bruchsteine je 3,00......

Maurerlohn für 1 cbm.........

6,13 Mk.

Handlangerlohn für 1 cbm...................

Zuschlag für Abnutzung an Steinbruch- und Maurergeräten und allgemeine Unkosten. . .......;...........

3,75

2,50

1,00 »

0,60 »

1 cbm Bruchsteinmauerwerk im Zementraßmörtel (Selbstkosten) . 13,98 Mk.

Die Tabelle 93 gibt eine Zusammenstellung der Kosten für 1 cbm fertiges Talsperrenmauerwerk bei neueren Ausführungen, während in Tabelle 86 u. 88 einige der wesentlichsten Preise aus der Bauausführung der Solinger und Nordhauser Talsperren mitgeteilt sind.

b) Gesamtkosten. Es ist schon an anderer Stelle (s. S. 85 u. f.) darauf hingewiesen worden, daß die Kosten der Wasseraufspeicherungen beeinflußt werden von der Gunst oder Ungunst der örtlichen Verhältnisse. Große Weiher pflegen, bezogen auf die Einheit des gestauten Wassers, billiger zu sein wie kleine Teiche. Auch die Gestaltung des abzusperrenden Tales kann von ausschlaggebender Bedeutung hierfür sein. Ebenso ist die wirtschaftliche Bebauung des Tales zu beachten. Viele unserer Täler, die sich sonst für Talsperrenanlagen gut eignen würden, werden diesem Zwecke entzogen, weil die Kosten des Unternehmens unwirtschaftlich werden würden, wenn man die Ansiedlungen ankaufen und die Bevölkerung und die Industrie zur Abwanderung veranlassen wollte. Bei einigen Unternehmern ist dies in bedeutendem Maße geschehen. Es hat das zu einer starken Belastung des Baufonds geführt. Es sei z. B. hervorgehoben die Mohne- und Waldeckertalsperre. Einigen Anhalt über die Kosten des Grunderwerbs gibt die nachstehende Tabelle 94.

Man kann im großen Durchschnitt auf den Grunderwerb etwa 20—22 v. H. der Gesamtkosten der Talsperre einschl. ihrer Nebenanlagen rechnen. Im übrigen vergleiche man auch die unten mitgeteilten Zusammenstellungen der Gesamtkosten.

Außerdem sind bei den neueren Talsperren durch Chausseeverlegungen und Nutzungsentschädigungen nicht unwesentlich Kosten entstanden. Weiterhin müssen oft Entschädigungen an Unterlieger für Wasserentziehung gezahlt werden. Zahlenangaben hierüber s. im Abschnitt »Ertragsberechnungen« § 85. Diese Frage tritt vornehmlich auf, wenn das Wasser aus seinem natürlichen Gerinne in ein anderes Abflußgebiet abgeleitet wird. Zeitweilige Schädigungen unterhalb liegender Triebwerke können überdies sich bemerkbar machen, wenn große Kraftwerke in Sammelteichen Aufstauungen vornehmen und diesen Vorrat dann in kurzer Zeit aufarbeiten. Kleinere Triebwerke können diesen plötzlichen Ansturm dann nicht bewältigen und müssen das Wasser ungenutzt abfließen

Tabelle 93. Kosten für 1 cbm Bruchstein-Talsperrenmauerwerk (Ausführungspreise). Die Lieferung der Materialien ist, wo nichts anderes vermerkt, in den Preisen mit enthalten.

Talsperre

Steine

Mörtel

Vertragspreis für 1 cbm fertiges Mauerwerk einschl. Lieferung aller Materialien und Nebenarbeiten

Bemerkungen.

1. Haspe i./W.

Lenneschiefer (an der Baustelle gewonnen)

Traßmörtel 1 Kalk + iy₂ Traß 4- 1³A Sand

13,50

2. Urfttalsperre

Grauwacke und Schiefer

wie vor.

16,00

3. Hennetal bei Meschede

wie vor.

wie vor.

13,90

4. Ennepe

wie vor.

wie vor.

13,90

5. Marklissa

Gneis, an der Baustelle gewonnen.

Zement-Traß-mörtel s. S. 196

16,05

6. Solingen

7. Nordhausen

Grauwacke und Schiefer (an der Baustelle gewonnen) wie vor.

Traßmörtel Mischung wie zu 1

wie vor.

15,50

Der Sand kostete etwa 10—12Mk./cbm frei Baustelle. Baustelle 8—9 km vom nächsten Bahnhof entfernt. Transport erfolgte zur Hälfte mit Wagen, zur Hälfte mit Zufuhrbahn.

Eine 11 km lange Zufuhrbahn, die rund 250 000 Mk. kostete, hatte der Unternehmer zu bauen.

Für 80 v. H. des Mauerwerks wurde für Waschen der Steine ein Zuschlag von 0,50 Mk./cbm gezahlt.

Eine 8 km lange Zufuhrbahn mußte ohne besondere Vergütung gebaut werden.

Felsausbruch kost. 3,15 Mk./cbm.

Bodenaushub „    1,85    ,,

FiirWasserhaltung u. Rüstungen wurde eine Pauschalsumme rd. 40000 Mk. gezahlt.

3    km lange Zufuhrbahn. Der Sand wurde aus einer von der Baustelle 3 km entfernten Grube gewonnen und mußte gewaschen werden.

4    km lange Zufuhrbahn, die der Unternehmer auf eigene Kosten zu bauen hatte.

16,00

5 km Fahrt auf Chaussee vom nächsten Bahnhof, dann 2¹/₂ km lange Zufuhrbahn (Sache des Unternehmers).

8.    Glörtal

9.    Mohne

wie vor. wie vor.

wie vor.

1 Zement 3 Kalkbrei 3 Traß -f- 12 Sand

13,00

6,60

10. Mauer

11. Lister

Lenneschiefer u. Grauwacke

« Go - ä §

+ + + - 4- +

14,95

10,90

Die Mörtelstoffe und die Steine lieferte der Ruhrtalsperrenverein, den Kalk der Unternehmer. Außerdem wurde letzterem eine vollständige Betriebseinrichtung der Baustelle unentgeltlich zur Verfügung gestellt (s. S.530).

Es kosteten :

Steine einschl. Reinigen, Mörtelbereitung u. Arbeitslohn 10,45 Mk./cbm

Mörtelstoffe 4,50 Mk./cbm Mauerwerk.

Die Mörtelstoffe, außer Fettkalk, wurden von der Genossenschaft geliefert.

Tabelle 94.

Kosten des Grunderwerbs für Talsperren in Hundertsteln der Gesamtkosten.

Talsperre

Kosten des Grunderwerbs y. H. der Gesamtkosten

Bemerkungen

Eschbachtal (Remscheid). Sengbachtal (Solingen)

Yorbecken......

Hauptbecken .....

20

11

25

Tiefe Tal (Nordhausen) . Queistal bei Marklissa . . Möhnetal (Ruhrtalsperrenverein) ........

Ennepetal.......

Neyetal.........

10

Gesamtkosten einschl. Nebenanlagen

einschl. eines 250 m breiten Landstreifens um das

Gesamtbecken und Nebenanlagen.

Es kostete im Durchschnitt:

1 ha Wiese. .

1 » Ackerland

1 » Holzung am Berghang .    450

einschl. Nebenanlagen

. 6300 Mk. . 2100 »

22

Die Gesamtkosten des Grunderwerbs haben 8,5 Mill. Mk. betragen.

25

39

lassen, wenn nicht Ausgleichbecken eingeschaltet werden, die den regelmäßigen Tagesabfluß wieder hersteilen.

Wenn hei dem Aufstauen in Sammelbecken landwirtschaftliche Wiesenbewässerung im unteren Tale zu berücksichtigen ist, so kann diese durch Abgabe von Wasser zu Zeiten, in denen die Anfeuchtung oder düngende Überflutung erfolgen muß, schadlos gehalten werden. Andernfalls wird die geringere Ertragsfähigkeit der weniger gut bewässerten Wiesen in Geldeswert ausgeglichen werden müssen. Die Schädigung einer Wasserkraft ergibt sich aus der Verminderung des Wasserabflusses und dem Rohgefälle des betreffenden Werkes. Dieser Schaden kann sich steigern, wenn infolge der Triebwasserverkleinerung die Gesamtanlage die Nutzbarkeit überhaupt veiliert oder wenn zur Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit eine Dampfaushilfe notwendig wird. Die Entschädigung wird in barem Gelde erfolgen können oder auch durch Abgabe elektrischer Kraft aus dem neugeschaffenen Werke. Der Wert einer Wasserkraft wird dabei oft in der allerdings nicht genau zutreffenden Weise bestimmt, daß man die Herstellungskosten für eine Dampfanlage von gleicher Leistungsfähigkeit ermittelt und die Aufwendungen berechnet, die nötig sein würden, um dieses Dampfwerk dauernd in Betrieb zu halten. Die Summe aus den Baukosten und den kapitalisierten unmittelbaren Betriebskosten der Dampfanlage ergibt dann den gesuchten Wert der betriebsfertigen

Wasserkraftanlage.

aus

Man ist in der Beseitigung vorhandener Nutzwerte heute nicht mehr so zurückhaltend. nachdem der aus den Wasserstauungen in Sammelbecken zu ziehende Nutzen praktischen Betriebsergebnissen sich klar ergeben hat. Einigen Anhalt geben die Gesamtkostenzusammenstellungen s. unten.

Bei Talsperren, die der Trinkwasserversorgung dienen, ist die Abräumung der Talsohle von allem Baum- und Strauchwuchs und Humusbestandteilen notwendig (s. S. 425 u. f.). Hierdurch entstehen meist erhebliche Kosten. Die Abräumungskosten für die Staubecken der Solinger Talsperre stellten sich auf 19 Pfg. für 1 qm an den Hängen (Busch und kleine Bäume) und 38 Pfg. für 1 qm in der Talsohle (Rasenbeseitigung). Die gesamten Kosten für das kleinere Vorbecken betragen 11500 Mk., für die Hauptbecken

18 100 Mk.

die Hänge die Talsohle 17100 » zusammen 35 200 Mk.

Bei der Herbringhauser (Barmer) Talsperre hat das Abräumen in der Talsohle 22 Pfg. für 1 qm Grundfläche gekostet. Hierbei wurde im allgemeinen die Grasnarbe der Wiesen abgenommen und außerhalb des Beckens geschafft, während das Buschwerk an den Hängen abgeholzt, getrocknet und verbrannt wurde.

Die Herstellung der Rieselwiesen an der Solinger Talsperre hat bei 17000 qm Rieselfläche 6,60 Mk. für 1 qm (ohne Grunderwerb) gekostet. Die Reinigung des Wassers aus der Herbringhauser Talsperre erfolgt durch Sandfilter. Die Kosten für 1 qm Grundfläche der überdeckten Filter haben hier 152 bzw. 186 Mk., für 1 qm offene Vorfilteranlage 102 Mk. betragen.

Die Kosten der Vorarbeiten zu Talsperrenanlagen können nach den Bestimmungen der Gebührenordnung für Architekten und Ingenieure bestimmt werden.

Den ausschlaggebenden Teil der Gesamtkosten einer Sperrmauer bilden die Kosten für das Mauerwerk. Es waren z. B.

i.

2.

3.

4.

Talsperre

Kosten der Sperrmauer allein einschl der Betriebseinrichtungen (ohne Grunderwerb und ohne Nebenanlagen wie Wegeverlegnngen, Entschädi- Hauptmauermassen gungen usw.)

Kosten

der

Kosten des Mauerwerks in Hundertsteln der Gesamtkosten

Mk.

Mk.

Mk.

Nordhausen . . Solingen....

480 000 1380 000

340000

1112 000

Vielfach interessiert es, die Gesamtkosten einer Talsperre in Beziehung zu setzen zu der Mauermasse der Sperrmauer. Man kann dann für Voranschläge nach Feststellung des Mauerinhaltes (chm), die die Absperrung eines Tales erfordert, unmittelbar einen guten Anhalt für die Gesamtkosten gewinnen. Die nachstehende Tabelle 95, die der Verfasser aus ausgeführten Anlagen abgeleitet hat, gibt hierüber Aufschluß und ermöglicht einen Vergleich zwischen den Kosten der Mauern und Dämme (s. auch S. 342).

Wenn der in einem Talbecken zu gewinnende Stauraum ermittelt ist, so ist es möglich, für ganz überschlägliche Ermittlungen nach Kostensätzen für die Einheit des Beckeninhalts (cbm) sich ein Bild der ungefähren Gesamtkosten zu ermöglichen. Einen Anhalt hierfür werden die Tabellen 1—7 auf S. 5 u. f. bieten.

Roloff berechnet aus den im Jahre 1910 vorhandenen 26 preußischen Staubecken mit zusammen 127 Mill. cbm Stauraum und 48,1 Mill. Mk. Herstellungskosten aus den Kosten für Grunderwerb, Stauwerk, Herrichtung des Geländes und insgemein einen Einheitspreis von 0,29 Mk. für 1 cbm Stauraum. Ohne die sehr günstig gestaltete Urfttalsperre (0,09 Mk. für 1 cbm) ergeben sich 0,40 Mk./pbm. Aus sämtlichen gemauerten Sperren errechnet sich als Durchschnittspreis für 1 cbm Staukörper rund 26,4 Mark⁵).

Tabelle 95. Kosten der Talsperren, einschl. aller Neben- und Betriebseinrichtungen, Rohrleitungen, Überläufe usw. aber ohne Grunderwerb, bezogen auf 1 cbm Mauerwerkinhalt der Talsperre selbst, a) Sperrmauern.

Ort

Jahr der Erbauung

Mauerinhalt der Talsperre

Kosten für 1 cbm fertigenMauerwerks (ohne Grunderwerb)

Bemerkungen

cbm

Mk.

Altenweiher.....

Remscheid (alte Mauer)

1886—88

1889-91

10 300 17 000

M- tO Ot Ol

T-» To

Bau mit Geriistkranen Grunderwerb, außerdem 108000 Mk. d. h. 20 v. H. der Kosten der Anlage

Lauehenseeweiher (Vogesen) . . .

1889-94

28 600

30,8

(ohne luftseit. Erdmantel )

34,1

Gerüstkranbetrieb

Kubel (Schweiz) . .

Solingen......

Nordhausen . . . .

Marklissa.....

Mauer.......

1900

9 450

1900—03

1904-05

1901—04

62 550

18 000

64 000 254 000

b) Dämme.

(mit Erdmantel)

25,6

22,1

23,0

39,1

23,2

Gerüstkranbetrieb Förderung der Mauermaterialien auf der Maueroberfläche (s. S. 493) einschl. der Nebenanlagen

Ort

Jahr der Erbauung

Erdkörperinhalt

Kosten für 1 cbm fertiger Schüttung

Bemerkungen

chm

Mk.

Schießrodried (Damm). . .

1886—91

20000

(Dammschüttung)

6,3

Solingen (Staudamm mit Betonkern) ........

1900/01

16 400

(Erdschüttung)

5,9

Heidewasser bei Herischdorf (Mit Tonkern s. S. 311) . Grüssau I u. II (Ziederbach-tal). Mit Tonabdichtung

s. S. 307.........

Zackental bei Warmbrum (Mit Tonabdichtung s.

S. 309).........

Mohretal bei Seitenberg (Mit Tonabdichtung) . .

1904—06

1903-06

118500

39 000

3,8

5,9

einschl. Mauerabdichtung an derWasserseite,Damm-hohe 15 m s. S. 306. einschl. der Mauerarbeiten für Durchlaß, Überfall pp. und einschl. 2300 cbm Beton im Kern. Dammhöhe 13 s. S. 314. einschl. 5500 cbm Mauerwerk des Überfalls

einschl. 3100 cbm Mauerwerk des Überfalls

1,9

500000

einschl. 13000 cbm Mauerwerk des Überfalls einschl. 5400 cbm Mauerwerk des Überfalls

Für die schlesischen mit niedrigen Erddämmen abgeschlossenen Hochwasserschutzbecken haben sich die Ausführungskosten im allgemeinen zu Stauraum ergehen. (Nur bei den Stauweihern hei Griissau im Ziederbachtal steigern sich die Kosten auf 0,44 Mk.

1905 -08

1905-08

67 300

3,3

0.23—0.27 Mk. für 1 cbm

Für das Staubecken an der Radaune bei Danzig (3,4 Mill. cbm Fassungsraum) betragen die Kosten für den Grunderwerb 200000 Mk., für die wasserbaulichen Anlagen (Staudamm mit Tonkern s. S. 311) nebst den Hochbauten (Kraftgebäude) 850000 Mk., zusammen also für die Talsperre mit Nebenanlagen 1,050 Mill. Mk., so daß sich hierauf bezogen der Preis für 1 cbm Stauraum auf 0,31 Mk. stellt.

Eine Zusammenstellung der Gesamtkosten einiger neuerer Talsperrenanlagen nach der Ausführung und Abrechnung geben die Tab. 96 bis 99.

Tab. 96. Wasser- und Elektrizitätswerk Solingen. Die Kosten sämtlicher Bauten des Wasser-und Elektrizitätswerkes sind nach den Ergebnissen der Ausführung und Abrechnung wie folgt:

Nr.

Gegenstand

Mk.

1    Vorarbeiten, Entwurf, Bauleitung und Verzinsung des Baukapitals........

2    Grunderwerb einschl. Ankauf des Wuppergefälles und Wegeverlegungen, Ent

schädigungen ................................

3    Vorbecken von 100 000 cbm Stauinhalt mit Rieselwiesen, Filteranlage, Rohrleitungen

einschl. der 350 mm Leitung nach dem Pumpwerk und mit Abräumung des

Beckens ..... .............................

Die große Talsperre von 3 Mill. cbm Stauinhalt einschl. Abräumung des Talbeckens

Berieselungsanlage unterhalb der großen Talsperre ..............

Stollen, Pumpbrunnen und Rohrleitungen von der großen Talsperre zum Kraftwerk ..............................

7    Wehranlage in der Wupper einschl. Einlaßschleuse.........

8    Betriebskanal vom Wehr zum Kraftwerk (Ober- und Unterwasser) . .

9    Kraftwerk:

a)    Gebäude...........................

b)    Einführung des Oberwasserkanals, Spiilkanal und Übergang in den

Unterwasserkanal......................

c)    Turbinen, Pumpen, Rohrleitungen innerhalb des Gebäudes und

Laufkran..........................

285 200

419 700

285 200 1 415 000 111 800

183 900 100 000 111 500

167 000 Mk.

35 500 »

182 400 »

10    Elektrizitätswerk (Maschinelle Ausrüstung einschl. Fernleitungs- u. Verteilungsnetz)

11    Steigleitung vom Kraftwerk nach dem Hochbehälter in Krahenhühe.......

12    Dienstwohngebäude des Maschinenmeisters...................

13    Eiserne Brücke über den Betriebskanal bei Strohn...............

384 900 626 200 158 400 16 800 11400

4 110 000

Es stellen sich im einzelnen für das Hauptbecken allein die Preise wie folgt:

1. Grunderwerb (des Staubeckens einschl. Rieselwiesen) . . .    485 000 Mk.

2.    Mauer einschl. Betriebseinrichtungen......

3.    Abräumung des Beckens für Trinkwasserzwecke

..... 1380000 »

. . . . .    35000 »

zusammen 1900000 Mk.

Für das Vorbecken kosten:

11 000 Mk. 98 000 »

1.    Grunderwerb ....

2.    Staudamm.....

3.    Abräumung des Beckens für die Trinkwasserversorgung . .    11500 »

zusammen 120 500 Mk.

Es kostet demnach 1 cbm Stauinhalt

120 500 • 100

= 120 Pfg.

100 000

Es tritt hier deutlich der Vorteil zutage, welchen unter sonst gleichen Umständen die Wasseraufspeicherung im großen gegenüber der Anlage kleiner Stauweiher bietet.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

40

An Einnahmen ergaben sich 66600 Mk., so daß die Reinausgabe 1398400 Mk. beträgt. Die Kosten für 1 cbm Stauinhalt berechnen sich hiernach für die Talsperre ohne Grunderwerb und Nebenanlagen (aus Stelle 4) zu 0,61 Mk., einschließlich der Kosten der letzteren aus Stelle 1—7 zu 1,20 Mk.

Tabelle 98. Talsperre von Marklissa.

(Kosten nach der Ausführung)

Grunderwerb.......

Sperrmauer........

Umlaufstollen und Schächte Nebenanlagen.......

...... 700000 Mk.

...... 1300 000 »

..... 664 000 »

. . . . ,    536000 »

insgesamt 3 200 000 Mk.

Auf die eigentliche Talsperrenanlage von 15 Mill. cbm Stauraum, ohne Grunderwerb, entfallen somit 2,5 Mill. Mk.

Tabelle 99. Talsperre von Mauer in Schlesien (50 Mill. cbm Stauraum). (Kosten nach der Ausführung.)

. 2400000 Mk. . 5900000 »

. 8200000 »

. 2000000 »

Grunderwerb

Talsperre........................

Elektrizitätswerk....................

zusammen 18500000 Mk.

Tab.97. Talsperre, Hochdruckleitung und Kraftwerk der Stadt Nordhausen a. H. Die Kosten für die Gesamtanlage der Talsperre von 770000 cbm Stauinhalt mit rund 11 km langer Rohrleitung von 400 mm Durchmesser, das Elektrizitätswerk auf dem Geiersberge von 170 PS. Leistung und die Übertragung nach der Zentrale in Nordhausen auf 1,5 km Entfernung sind folgende:

I. Talsperre.

1.    Vorarbeiten . . :    ..................

2.    Grunderwerb    ...................

3.    Abfindung der Unterlieger für Wasserentziehung.....

4.    Talsperre von 770000 cbm Stauinhalt einschließlich Betriebseinrichtungen ......................

5.    Wegeverlegungen....................

6.    Für Abräumen des Staubeckens für Trinkwasserzwecke, Um-zäumung des Beckens, Anpflanzungen, Wasserumleitungen, des Trinkwassers während der Bauzeit, Bauleitung usw. . .

7.    Sonstige Nebenanlagen.................•

zusammen Talsperre .

40    000 Mk. 148 800 »

41    000 »

480 000 » 64 200 »

140 000 » 91 000 »

1 005 000 Mk.

II. Hochdruckleitung von der Talsperre bis zum Kraft-

werk einschließlich des Maschinenhauses

410 000

Maschinelle Einrichtungen des Kraftwerkes einschließlich Fernübertragung nach der Zentrale in der Stadt.........

50000 »

Insgesamt 1 465 000 Mk.

Abfindung an den Staat (Ablösung der Wasserkraft) . . .

Über Gesamtkosten vergl. auch die Tabellen 1 bis 7.

Über Kosten von gemauerten Talsperren mit aufgelöstem Querschnitt (Bögen und Pfeiler) und eisernen Konstruktionen finden sich in der Literatur nur selten Angaben, da nur wenige und kleine Anlagen dieser Art bestehen. Der \ erfasser hat aus den Ergebnissen von Aufrechnungen bei Vorarbeiten zu Talsperrenausführungen Anlaß zu der Annahme, daß beide Konstruktionen nicht gerade billiger werden als volle Querschnitte. Oft bemüht man sich zwar, das entgegengesetzte Verhältnis herauszurechnen. Wenn man nur die Mauermassen bei sonst gleichen Baustoffen in Vergleich stellt und gleiche Ausführungskosten für die Raumeinheit annimmt, mag das aufgelöste Piofil billiger erscheinen. Aber in Wirklichkeit wird man, worauf schon auf S. 337 hinge-

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Abb. 349. Die Belubula-Sperrmauer in Australien.

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Beschreibung s. Zeitschr. f. Turbinenwesen 1913, S. 106.    ²) Näheres s. Zentralbl. d. Bauverwaltung

²

1913 S. 5 undKraetzer, Denkschrift über die Elektrizitätsversorgung des oberen Flußgebietes der Weser.

³

   s. u. a. Deutsche Bauzeitung 1912, S. 683.

⁴

   Näheres Zentralbl. d. Bauverwalt. 1912, S. 422 u. 656, ferner Ludin, Wirtschaftlichkeit von Wasserkraftzentralen, Deutsche Bauzeitung 1912, S. i (4.

⁵

Zeitschrift f. Bauwesen 1910, S. 555.

wiesen wurde, in letzterem durchschnittlich einen besseren Stein und sorgfältigere Arbeit verwenden müssen. Das ist unumgänglich nötig, denn die Beanspruchungen in den Gewölben und Pfeilern ergeben sich größer als im Stützmauerquerschnitt. Auch sind die Kosten für Rüstungen und Verschalungen höher. Die Arbeiten für die Abdichtung müssen umfangreicher sein, und vor allem wird die Unterhaltung der aufgelösten Mauern aus den auf S. 336 erörterten Gründen mehr Aufwand erfordern. Alle diese Umstände sind aber von schwerwiegendem Einfluß auf die Kosten. Ebenso ergeben nach vergleichenden Anschlägen im allgemeinen die eisernen Talsperren keine billigeren Ausführungskosten als die gemauerten, zudem dürfen hier die hohen Unterhaltungskosten ebenfalls nicht unberücksichtigt bleiben.

Nach Untersuchungen im Zentralblatt der Bauverwaltung 1912, S. 401 besteht für kleinere Höhen eine gewisse Ersparnis an Mauermassen bei der aufgelösten Bauweise gegenüber dem Stützmauerquerschnitt. Diese Ersparnis nimmt von 10 bis 30 m Gesamthöhe langsam ab und wird gleich Null bei 35 m Höhe. Wenn der Unterdrück berücksichtigt wird, so ist die Grenze der Ersparnis an Mauerwerk schon bei einer Höhe von 23 m erreicht. Auch nach diesem Ergebnis ist nicht anzunehmen, daß die aufgelöste Bauweise die Kosten vermindert.

Zur Ergänzung der Beispiele auf S. 337/38 sei übrigens erwähnt, daß der Überlauf der beiden Vorbecken der Möhnetalsperre in etwa 10 m Höhe nach der aufgelösten Bauweise ausgeführt ist, während sonst Dammschüttung angewandt wurde.

Die in Abb. 350 dargestellte Sperrmauer am Belubula-Fluß in Australien (N.S.W.) dient der Aufspeicherung von Wasser für Kraftzwecke. Etwa 1 km unterhalb liegt ein Kraftwerk, das aus dem Becken gespeist wird und mit 66 m Gefälle arbeitet. Der Stauinhalt beträgt 2,5 Mill. cbm in den oberen 5 m. Die Mauer ist von bemerkenswerter Bauweise. Ihre Gesamtlänge einschl. des Überlaufs am linken Hange ist 130 m, die größte Höhe über Gründungssohle 18 m. Die Grundmauern sind bis 7 m Höhe in Beton hergestellt, ebenso die seitlichen Anschlüsse. Der mittlere Teil ist in 42 ra Länge nach der aufgelösten Bauweise errichtet. Die Pfeiler aus Ziegelmauerwerk stehen in Abständen von 8,4 m von Mitte zu Mitte. Jeder Pfeiler ist 15 m lang, 3,6 m an der Wasserseite und 1,5 m am talseitigen Ende stark. Die Gewölbe nach Korbbogenform, ebenfalls in Ziegelmauerwerk, stehen unter einem Winkel von 30° zur Senkrechten geneigt. Ihre Stärke an der Sohle beträgt 1,20, am oberen Ende 0,50 m. Die Zwickel zwischen den Bogen sind mit Beton ausgefüllt.

Die Sperrmauer enthält rund 4600 cbm Beton und 770 cbm Ziegelmauerwerk. Die Gesamtbaukosten haben 189000 Mk. betragen. Die Kosten für 1 cbm Mauermasse stellen sich somit im Durchschnitt auf 35 Mk.

III. Die Ertrags- und Beitragskostenbereehnungen.

u. a. m.

um

§ 84. Allgemeines. Nachdem man die technischen Grundlagen für den Ausbau einer Talsperrenanlage studiert hat, ist die weitere Aufgabe des Ingenieurs, die wirtschaftlichen Bedingungen des Unternehmens festzustellen. Diese letzteren liefern die Unterlagen für die Untersuchung, ob sich ein Unternehmen in den allgemeinen Rahmen des Wirtschaftslebens einpassen und eine landesübliche Verzinsung des aufgewandten Kapitals erwarten läßt. Es soll — mit einem Worte — die Lebensfähigkeit des Werkes nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Kostenermittlung, die Absatzfähigkeit und Preiswürdigkeit der gewonnenen Energie, der Aufwand für Unterhaltung und für den Betrieb werden dafür den leitenden Gesichtspunkt und kritischen Anhaltspunkt liefern, über die Vorteilhaftigkeit eines Planes Entscheidung zu treffen. Man wird also bei den ersten Vorarbeiten des Entwurfes prüfen, ob die Lösung mit den durch die Natur gegebenen Mitteln technisch an sich möglich ist und weiterhin, wenn die Zweckerfüllung auf verschiedenen Wegen geschehen kann, welche von der gebotenen Möglichkeit am besten den Bedingungen, die zu stellen sind, entspricht. Es kann aber auch der Fall vorliegen, daß für ein Talsperrenunternehmen lediglich oder in erster Linie die Prüfung der technischen Ausführbarkeit ins Auge zu fassen sein wird. Es ist dies z. B.

der Fall bei den Fragen der Trinkwasserversorgung. Wenn man zwar bei der Trinkwasserversorgung von Städten und Gemeinden mittels Talsperren den Kostenpunkt nicht außer Acht gelassen hat, so war doch, wo es sich um die Existenzfrage und weitere Entwickelung blühender Gemeinwesen handelte, die Rentabilität gewiss nicht unter dem engen Gesichtspunkt der reinen gewerblichen Verzinsung des im Bau angewandten Kapitals zu suchen. Ganze Industrien und ihre Bevölkerung hängen von einer gesicherten Wasserzuführung ab. Die Preissteigerung des Wassers ist hier meist von nicht wesentlichem Einfluß auf die Produktionskosten der Gewerbszweige überhaupt — aber andererseits gehört das Wasser zu den vornehmlichsten Lebensbedingungen. Und die Praxis hat hier Beispiele geliefert. Es haben Städte mit weitschauendem Blick und Entschlossenheit schwere Geldlasten für die Sicherstellung ihrer Trinkwasserversorgung auf sich genommen. Der Stadt Solingen kosteten die Talsperren einschließlich Elektrizitätswerk rd. 4 Millionen Mk. bei einer Einwohnerzahl von 46000.

Remscheid hat für die alte Talsperre im Eschbachtale 536000 Mk., für die Erweiterung der Wasserversorgung durch den Talsperrenbau im Neyetal 4,5 Millionen Mk. aufgewandt. Ähnliche Erwägungen werden gegenüber peinlichen Rentabilitätsberechnungen bei der Frage des Hochwasserschutzes durch Talsperren in den Vordergrund treten müssen. Hier walten Rücksichten auf die allgemeine Wohlfahrt ob. In diesem weiteren Sinne sind auch meist die Unternehmungen des Staates aufzufassen. Talsperrenanlagen für die Kanalspeisung oder für die Aufhöhung des Niedrigwassers in den Flüssen werden nach ihrem Nutzen unter allgemeinen staatswirtschaftlichen Gesichtspunkten beurteilt werden müssen, wenn zwar die neuen Bestrebungen auch darauf hinausgehen, zum mindesten eine gewisse Verzinsung des angelegten Geldes zu erzielen.

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man

In der Regel aber — z. B. bei der Kraftausnutzung und der landwirtschaftlichen Bewässerung — wird die technische Untersuchung eines Planes engen Anschluß an die wirtschaftliche — an die Kosten und Rentabilitätsfrage — suchen müssen. Und bei Prüfung der letzteren Frage erscheinen dann die technischen Ausführungsmöglichkeiten oft in einem ganz anderen Lichte. Die wirtschaftlichen Aufrechnungen beeinflussen die Entscheidung bisweilen ganz wesentlich und geben oft den Ausschlag. Und nicht nur die Kostenfrage ist von Bedeutung. Das mag sein, wenn es sich lediglich eine engumgrenzte Zweckerfüllung handelt. Gewöhnlich wird man nicht umhin können, auch die Kosten des Betriebes zu berücksichtigen, — also die Gestehungskosten des fertigen wirtschaftlichen Erzeugnisses ins Auge fassen müssen. Von Talsperrenunternehmen in gewöhnlicher Auffassung, als Einzelunternehmung einer Genossenschaft oder Gesellschaft, wird verlangt, daß sie unmittelbar wirtschaftliche Erträge liefern. Sie sollen nicht nur die landesübliche Verzinsung einbringen, sondern darüber hinaus einen Reingewinn als Unternehmergewinn. Daher ist hei der Ausarbeitung derartiger Entwürfe stets die Beifügung von Ertragsberechnungen notwendig. Man wird, nachdem die Pläne und Kostenberechnungen aufgestellt hat, die Rentabilität an der Hand

entsprechender Berechnungen nachweisen müssen, stehenden — Nichtfachleuten — das Wesen und die wirtschaftliche Lage des Unternehmens sowie die Zweckmäßigkeit der Geldanlage und den erreichbaren Nutzen dar-Kosten und Rentabilitätsberechnung bilden ferner die Grundlage für die

wird bei Untersuchungen von großem Umfange in letzter Linie volks- und weltwirtschaftliche Momente nicht außer Acht lassen Die allgemeine Belebung der Industrie und Landwirtschaft durch geringe

Sie sind wichtig, um den Fern-

zulegen.

Finanzierung des Unternehmens. Und man dürfen.

Produktionskosten wird nicht minder wie die Verbilligung der Förderkosten die Wettbewerbfähigkeit ganzer Industrien auf dem Weltmärkte und die Selbständigkeit eines Volkes gegenüber dem Auslande heben.

Es sollen im Folgenden die hierfür maßgebenden Gesichtspunkte erörtert werden.

§ 85. Die Aufstellung von Ertragsberechnungen. Die Grundlagen der Ertragsberechnung sind die Baukosten, die Betriebs- und Unterhaltungskosten im weiteren Sinne, und die aus dem Unternehmen zu gewinnenden wirtschaftlichen Werte. Aus diesen Größen lassen sich die Selbstkosten der Erzeugnisse für das Unternehmen bestimmen. Diese dürfen jedenfalls den landesüblichen, wirtschaftlichen Wert nicht überschreiten, wenn das Unternehmen vorteilhaft erscheinen soll. Liegen die Selbstkosten wesentlich darunter, so wird neben der auf dem gemeinhin geltenden Zinssatz beruhenden Deckung noch ein Uberschuß verbleiben, der als Reingewinn bezeichnet wird. Er wird bei Unternehmungen als eine mehr oder minder hohe Dividende erscheinen, die dem Kapital zufällt oder sonst in einer Form als erhöhtes Entgelt für den Aufwand des Kapitals zutage tritt.

In allen Fällen wird man also nach Feststellung der Kosten durch einen Überschlag oder eine genauere Veranschlagung die jährlich für die Verzinsung, den Betrieb und die Unterhaltung aufzubringenden Gelder berechnen müssen. Die daraus hergeleiteten Kosten für die Einheit des gewonnenen Wertes werden im Vergleich mit sonstigen Ergebnissen aus anderen Betrieben erkennen lassen, ob die Selbstkosten niedrig genug erscheinen, um den Wettbewerb zu ermöglichen. Man kann aber auch den anderen Weg einschlagen: die Abgabe der Energie schätzen, einen mittleren Marktpreis annehmen, zu dem die Energie voraussichtlich abgesetzt werden kann und danach einen Überblick gewinnen, ob die zu erwartenden Einnahmen die veranschlagten Jahreskosten decken.

In den Ertragsberechnungen von Talsperrunternehmungen müssen demnach die folgenden Größen zahlenmäßig in die Erscheinung treten:

I. Die Betriebsausgaben. Als solche sind in Ansatz zu bringen:

1.    Die Zinsen der Anlagekosten.

2.    Die Kosten der Tilgung.

3.    Der Betrag für Erneuerung des Bauwerks (Abschreibung).

4.    Die unmittelbaren Betriebskosten (Unterhaltung, Gehälter, allgemeine Verwaltungskosten, Löhne, Schmierstoffe).

5.    Die entsprechenden Kosten zu 1 bis 4 für eine etwaige Dampfaushilfe bei Talsperren für Kraftgewinn.

6.    Dauernde Lasten: Entschädigung für Wasserentziehung.

7.    Die Gebühren, Steuern oder sonstige allgemeine oder öffentliche Abgaben.

8.    Wasserschäden und Unfälle als außergewöhnliche Belastungen.

II. Das gewonnene wirtschaftliche Erzeugnis und zwar bei Talsperren für Kraftgewinnung.

1.    Die Rohkraft aus Wassermenge und Gefälle. '

2.    Die mittlere und die geringste Kraftleistung.

Nach Maßgabe des • Wasserwirtschaftsplanes.

3.    Die Verluste in den Maschinen und in der Über

tragung.

4.    Die nutzbar abgegebene Kraft nach PS. oder KW. als Leistung des Werkes unter Berücksichtigung der jährlichen Betriebsstunden oder nach Jahres-PS.- oder Jahres-KW.-Stunden.

an der Hand des Wasserwirtschaftsplanes für Talsperren zur Trinkwasserversorgung, Landbewässerung oder Kanalspeisung die Menge des nutzbar gemachten Wassers zu bestimmen. Bei Talsperren zur Aufhöhung des Niedrigwassers für die Schiffahrt ist das gewonnene Produkt das Maß, um welches die Fahrtiefe vermehrt ist. Für Hochwasserschutzsperren stellt sich der Gewinn in der Größe der Schadenverhütung dar.

In entsprechender Weise ist

III. Die Selbstkosten. Diese sind:

Bei Talsperren für Kraftgewinnung.

1.    Die reinen Selbstkosten auf Grund der Ergebnisse ^ aus den Feststellungen nach I und II, bezogen auf die Nutzeinheit, z. B. Jahrespferdekraft, Pferdekraft- oder Kilowattstunde.

2.    Die Selbstkosten bei etwaiger Zuhilfenahme eines Wärmekraftwerkes.

3.    Zum Vergleich die Kosten einer reinen Wärmekraftanlage unter gleichen äußeren Verhältnissen.

4.    Die Selbstkosten für 1 cbm gewonnenes Trink-, Bewässerungs- oder Kanalspeisungswasser.

5.    Die Gestehungskosten der vermehrten Fahrtiefe in den Flüssen oder eines wirksamen Hochwasserschutzes.

IV. Die Einnahmen als das Produkt der Leistung des Unternehmens und des erzielbaren Marktpreises für die Einheit der gewonnenen Energie bzw. der nutzbar gemachten Wassermenge.

V. Der Heingewinn als Unterschied der Einnahmen und Ausgaben.

Zu der vorstehenden Aufstellung mögen einige Erläuterungen dienen.

In den Ertragsberechnungen unterscheidet man im allgemeinen zwischen mittelbaren (unveränderlichen) und unmittelbaren (veränderlichen) Betriebskosten. Zu jenen zählen die Zinsen, die Tilgung des Anlagekapitals und im gegebenen Falle die Erneuerungsrücklage sowie sonstige feststehende Ausgaben (Steuern, Gebühren u. a. m.). Zu den unmittelbaren Betriebskosten rechnet man den Aufwand für die bauliche Unterhaltung der Anlage, Gehälter und Löhne, Putz- und Schmierstoffe und Kohle bei den Dampfanlagen (Gas, Benzin usw.).

so

Hinsichtlich der Verzinsung des Anlagekapitals einschließlich der Grunderwerbskosten muß man sich vergegenwärtigen, daß diese nicht erst anhebt in dem Augenblick, in dem das Werk betriebsfähig fertiggestellt ist, sondern daß die Verzinsung mit dem Beginne des Baues einzusetzen hat, so daß die Summe dieser Zinsen mit dem vorwärtsschreitenden Bau anwächst. Da in dieser Zeit Betriebseinnahmen, aus denen jener Betrag gedeckt werden kann, noch nicht vorhanden sind, so wird man die Zinsen des Baukapitals als einen Teil der gesamten Herstellungskosten ansehen und zu diesen hinzurechnen müssen. Unter denselben Gesichtspunkt fallen auch die Kosten, die vor und während der Bauzeit durch die Entwurfsaufstellung, Bauleitung, Aufsicht und die sachliche Bureauunterhaltung entstehen. Der Zinssatz für die Anleihen der rheinischwestfälischen Talsperrengenossenschaften ist im Durchschnitt 3³/₄ v. H., doch wird ein niedriger Zinssatz nicht immer zu erreichen sein.

Der Begriff der Tilgung ist der, daß jährlich eine Geldsumme, die in ihrer Höbe von der voraussichtlichen, eingeschätzten Dauer des Werkes abhängt, abgetragen wird, gleichsam als Rückzahlung des aufgewendeten Baukapitals. Dieser Tilgungsbetrag ist demnach so zu bemessen, daß mit dem Auf brauch der Anlage, d. i. der Aufzehrung ihres wirtschaftlichen Wertes, die Rückzahlung beendet ist. Der Tilgungssatz bei Talsperren wird allgemein zu 0,5 v. H. angenommen. Die Gesellschaft der Urfttalsperre tilgen ihre Anlagen, d. h. die Stromverteilungsnetze mit 1,5 bis 1.9 v. H.

Erwähnt möge noch werden, daß die Anleihe, welche zur Deckung der Gesamtkosten seitens der Stadt Solingen aufgenommen wurde, für den Betrag der Talsperre mit i/o v. H., für das Kraft-und Elektrizitätswerk jedoch mit 5 v. H. getilgt wird.

Bei Privatunternehmungen wird bisweilen neben der Tilgung noch ein Erneuerung sfonds (Abschreibung) gebildet mit der Maßgabe, daß die Summe aus dem jeweilig vorhandenen Wert der Anlage und dem aufgesammelten Erneuerungsbetrage in jedem Augenblick dem Neuwert entspricht. Aus dieser Rücklage soll nach Aufbrauch des Werkes der Neubau oder nach Verschleiß einzelner Teile (Maschinen, Leitungsnetz) die Ergänzung erfolgen können. Durch diesen Erneuerungs- und den Tilgungsbetrag wird das Werk zwar doppelt belastet, das Unternehmen steht dann aber sehr selbständig da. Der Wert der Anlage bleibt ständig unverändert. Wenn lediglich die Tilgung erfolgt, so wird dies für ein junges Unternehmen an sich vorteilhafter sein, da die ersten Betriebsjahre ohnehin größere Schwierigkeiten zu überwinden haben und darum jede mögliche Entlastung erwünscht sein wird. Es ist oft der Fall, daß bei einem im Grunde durchaus gesunden Unternehmen anfänglich die Einnahmen nicht die Ausgaben decken und daß man genötigt sein wird, einen Teil von den letzteren auf die Herstellungskosten zu schlagen. Man rechnet für den Erneuerungsfonds bei Maschinen (Turbinen und Dynamos) etwa 4 bis 6 v. H., bei Gebäuden 1 bis 2 v. E, bei Leitungsnetzen etwa 4 v. H. des Wertes. Einige weitere Zahlenangaben hierüber s. Bert hold, Praxis der Elektrizitätswerke und die im Literaturnachweis am Schluß dieses Abschnittes angegebenen Quellen.

zur

Staatliche und städtische Anlagen pflegen solche Aufsparungen für Erneuerungsund Erweiterungsbauten nicht vorzunehmen. Für private Unternehmungen aber wird Wahrung eines gesicherten Betriebes die Ansammlung einer Rücklage in gewisser, von den jeweiligen Umständen abhängigen Höhe nicht zu umgehen sein. Auch gut arbeitende Anlagen können leicht von ihrer Höhe herabsinken, wenn ihre Einrichtungen durch neue Erfindungen veralten und an Wirtschaftlichkeit hinter Maschinen andrer Werke zurückstehen. Da werden oft neue Ausrüstungen erfolgen müssen, ehe noch die vorhandenen Betriebsanlagen aufgebraucht und getilgt sind. Erfahrungen erweisen dies.

Der Frage der Entschädigung für Wasserentziehung ist schon an anderer Stelle (s. S. 620) gedacht worden.

Es seien hier noch einige Mitteilungen gemacht über zwei bemerkenswerte Fälle von Abfindungen für die Wasseraufspeicherung.

einer Jahresmenge von 365 X 4500 = 1 642 500 cbm nötig

Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtale. Der Stauweiher ist auf 1 Mill. cbm bemessen. Die mittlere jährliche Abflußmenge aus dem 4,5 qkm großem Niederschlaggebiet ist 3,6 Mill. cbm. Der zwischen der Stadt und den Werkbesitzern geschlossene Vertrag setzt im wesentlichen folgendes fest: Das Wasserwerk der Stadt Remscheid soll berechtigt sein, soviel Wasser aus dem Stauweiher zu entnehmen, als es zur Ergänzung des Stollenwassers bis zur Förderung von 4500 cbm täglichen Durchschnittsverbrauchs, also zu hat; jedoch darf die Stadt nicht über einen monatlichen Höchstbedarf von 180 000 cbm aus Stollen und Stauweiher zusammen, und nicht über 1 642 500 cbm im ganzen Jahre zur Stadt pumpen. Die Wasserwerksbesitzer haben das Mitbenutzungsrecht des Stauweihers und dürfen täglich demselben 6000 cbm entnehmen. Eine von den Wasserwerksbesitzern ernannte Kommission beziehentlich Beauftragte der Werke in der gemeinsamen Kommission, sollen indessen bestimmen können, daß der jeweilige Monatsbedarf, also in 25 Arbeitstagen X 6000 cbm = 150000 cbm auch in verschiedenen Mengen zum Abfluß gelangt, also beispielsweise in den ersten 10 Arbeitstagen je 4000 cbm = 40000 cbm, in

den folgenden 10 Arbeitstagen je 6000 cbm = 60 000 cbm und in den letzten 5 Arbeitstagen je 10000 cbm = 50 000 cbm, da die Verhältnisse, beziehentlich die in den anderen Bächen der Werke zufließenden Wassermengen solches als zweckdienlich erscheinen lassen können. Da die Stadt Remscheid sich unter allen Umständen das notwendige Wasser sichern muß, so soll das Mitbenutzungsrecht der Werkbesitzer aufhören, sobald der Wasserstand im Stauweiher auf 375000 cbm gesunken ist. Diese Reserve soll am 1. Juni für den größten Sommerbedarf vorhanden sein. Am 1. Juli ist dieser Vorrat nur noch auf 325 000 cbm zu bemessen und es dürfen demnach die Werkbesitzer im Juli das am 1. Juli über diese Reserve im Stauweiher befindliche Wasser dem Stauweiher entnehmen. Am 1. August kann die Reserve auf 275 000 cbm, am 1. September auf 225000 cbm und am 1. Oktober auf 175000 cbm herabgegangen sein. Das an den genannten Tagen über diesen Vorrat im Stauweiher befindliche Wasser kann in den folgenden Monaten jedesmal durch die Werke abgezapft werden. Über entsprechende Vereinbarungen beim Bau der zweiten Talsperre der Stadt Remscheid, der Neyesperre, s. S. 16.

Für die Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz wurde zur Abfindung der Unterlieger folgendes bei der landespolizeilichen Prüfung und Planfeststellung festgesetzt.

1.    Zur Beseitigung der Nachteile, die dem Orte Hermannsacker, (s. Abb. 15 auf S. 40) durch die Talsperrenanlage bezüglich der Beschaffung von Trink-, Wirtschafts- und Feuerlöschwasser entstehen, hat die Stadt Nordhausen eine einmalige Zahlung von 20000 Mk. zu leisten, welche zum Bau einer Wasserleitung für Hermannsacker im Fall unter Beteiligung der Dörfer Buchholz und Petersdorf verwendet werden sollen, sowie nach Erbauung dieser Wasserleitung eine Wassermenge bis zu 2 sek/1 aus der Talsperrenanlage unentgeltlich abzugeben. Die Verbindung der Talsperrenleitung mit der Wasserleitung der drei Gemeinden ist von der Stadt Nordhausen herzustellen. Die Herstellung und Unterhaltung der sämtlichen übrigen Wasserleitungsanlagen bleibt hierbei Sache der beteiligten Gemeinden. Für den Fall, daß die Stadt Nordhausen infolge von Wassermangel die Abgabe der vollen 2 sek/1 an die beteiligten Gemeinden nicht mehr leisten zu können glaubt, ist eine verhältnismäßige Herabsetzung der 2 sek/1 entsprechend der zur vollen Wasserversorgung der Stadt Nordhausen fehlenden Wassermengen zulässig. Über das Vorliegen dieser Voraussetzung ist, abgesehen vom Falle höherer Gewalt, vorher die Entscheidung des zuständigen Regierungspräsidenten einzuholen. Auch über sonstige Beschwerden der beteiligten Gemeinden in dieser Angelegenheit entscheidet der zuständige Regierungspräsident. Soweit im Vorstehenden von Hermannsacker gesprochen ist, wird hierunter sowohl die Gemeinde Hermannsacker als auch der gleichnamige Gutsbezirk verstanden. In dem Betrage von 20 000 Mk. sind die etwaigen Kosten, die durch Anlage von Brunnen für zwei abgelegene Gehöfte für Hermannsacker erforderlich werden, einbegriffen.

2.    Nachdem sich durch nähere Untersuchung herausgestellt hat, daß die Gemeinde Stempeda durch die geplante Talsperrenanlage an der Erlangung des zu Trink-, Wirtschafts- und Feuerlöschzwecken, sowie für Wiesenberieselung nötigen Wassers gehindert wird, hat die Stadt Nordhausen zur Beseitigung dieser Nachteile für die Herstellung einer Wasserleitung in Stempeda einen einmaligen festen Beitrag von 11000 Mk. und für die Anlage von Berieselungsanlagen im Krebsbachtale einen weiteren einmaligen Betrag von 4000 Mk. zu zahlen.

3.    Die Stadt Nordhausen hat die jetzt zur Wasserversorgung des Fleckens Neustadt dienenden beiden Wasserleitungen durch eine hygienisch einwandsfreie Fassung der Quellen in einen, den gesundheitspolizeilichen Anforderungen entsprechenden Zustand zu versetzen und, solange die Talsperre in Betrieb ist, dauernd zu unterhalten, sowie den Einwohnern von Neustadt die Herstellung

von

Leitungen fließenden Wassers an sich, wird eine Gewährleistung der Stadt Nordhausen nicht übernommen.

Hausanschlüssen auf deren Kosten zu gestatten. Für die Eigenschaft und Menge des in beiden

4. Den Gemeinden Harzungen, Niedersachswerfen und Crimderode soll aus der alten vorhandenen Stollenleitung bei Ilfeld das nötige Trink-, Wirtschafts- und Feuerlöschwasser von der Stadt Nordhausen gegen einen Wasserzins geliefert werden, welcher den für Nordhauser Einwohner geltenden Tarif nicht übersteigt. Die Wasserabgabe erfolgt jedoch nur bis zum Höchstbetrage des doppelten gegenwärtigen, noch näher festzustellenden Wasserbedarfes jeder der drei Gemeinden. Zur Abgabe von Wasser an künftig entstehende, Wasser verbrauchende industrielle Werke durch eine der drei Gemeinden, bedarf es für die Folge einer besonderen Vereinbarung mit der Stadt Nordhausen. Sollte Nordhausen glauben, infolge von Wassermangel dieser Auflage nicht mehr entsprechen zu können, so gelten die oben unter 1 für Hermannsacker für den Fall von Wassermangel festgesetzten Bestimmungen.

Der Gesamtwert der Abfindungen an die Unterlieger für Wasserentziehung beziffert sich auf 41000 Mk., ohne Berücksichtigung der vorerwähnten natürlichen Wassergabe, die insgesamt bis 6 1/sek im Jahresdurchschnitt beträgt.

Die Stadt Solingen hat an die Wuppertalsperrengenossenschaft eine einmalige Entschädigung von 12000 Mk. dafür bezahlt, daß sie einen Teil des Wassers aus dem Sengbachtale auf eine gewisse Strecke dem Wupperfluße entzieht. Dieses Wasser wird der städtischen Wasserversorgung zugeführt und gelangt an einer unterhalb gelegenen Stelle als Abwasser wieder zur Wupper (s. Abb. 13 auf S. 38)

Die Ausgaben für diese Lasten fallen unter die Anlagekosten, sofern eine einmalige Abfindung erfolgt. Geschieht dies nicht, so werden sie dauernd bei dem laufenden Betriebsaufwande in die Erscheinung treten, ebenso wie die Abgaben für Wasserzins (Anerkennungsgebühr), Steuern, Versicherungsbeiträge aller Art, Einzahlungen für Pensionskassen, Wohlfahrtseinrichtungen u. a. m. Die Höhe dieser Beiträge hängt zum wesentlichen ab von dem Gedeihen des Unternehmens und ist daher mehr Sache seiner späteren Entwickelung, als daß dies Gegenstand der Berücksichtigung bei Ertragsberechnungen für Neuanlagen zu sein pflegt. Auch die durch Wasserschäden und Unfälle entstehenden Unkosten lassen sich schwer voraussehen, sie sind durch den mehr oder minder gefahrvollen Charakter der wasserbaulichen Anlagen und des Betriebes bedingt. Immerhin wird es auch hier erwünscht sein, in guten Zeiten für solche unvermutete Vorkommnisse Bestände zu schaffen, um das Werk vor wirtschaftlichen Erschütterungen zu bewahren.

Bemerkenswert sind die geringen Unterhaltungskosten der Talsperren. Nach den Jahresberichten der Wuppertalsperrengenossenschaft betragen die Kosten für laufende Unterhaltungs- und Ausbesserungsarbeiten in den Jahren 1902/06 an der Bevertalsperre etwa Vs v. H., an der Lingesetal-sperre etwa Vi4 v. H. des Anlagekapitals. Der Unterschied erklärt sich aus besonderen Aufwendungen an der Bever im Jahre 1903. Das Mittel beider Sperren ist eine jährliche Ausgabe von */e bis % v. H. des Anlagekapitals für die Unterhaltung der Mauern, Wege- und Uferbefestigung und des Wärtergebäudes. In Solingen betragen die jährlichen Unterhaltungskosten für beide Talsperren etwa 1000 M., das smd Vi3 v. H. der Anlagekosten. Die Arbeiten beschränken sich im allgemeinen auf geringfügige Nacharbeiten an den Wegen, am Putz der Talsperre, an den Gebäuden usw. Größere Ausgaben können allerdings leicht entstehen an den Betriebseinrichtungen, wenn Brüche an den Schiebern eintreten und Auswechselungen der Verschlußvorrichtungen eintreten müssen. Der Betrieb der Talsperre ist ein einfacher. Vgl. hierüber die Ausführungen in § 69 u. f. Im allgemeinen genügt für den Dienst an der Sperrmauer ein Wärter. Auf den Betrieb etwaiger mit den Talsperrenunternehmungen zusammenhängender Kraftwerke, Wasserreinigungsanlagen, Landbewässerungseinrichtungen u. a. m. kann an dieser Stelle nicht eingegangen werden. Über den Betrieb der Wasserkraftwerke siehe des Verfassers Schrift: »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«, 2. Aufl. 1908, S. 411. Mit Rücksicht auf alle diese Umstände genügt es für Unterhaltung, Bedienung und Betrieb einer Talsperre, je nach Größe, lU bis V2 v. H. des Anlagekapitals in Ansatz zu bringen.

man

die ganze aus einer Wasserkraft gewinnbare Energie als nutzbar und verkäuflich in Ansatz bringen. Ein Teil des gewonnenen Wassers geht im Eigenbetriebe des Werkes auf. Aber auch der Rest wird erfahrungsmäßig infolge der im Kraft- und Lichtbedarf öffentlicher Werke auftretenden Schwankungen oder von besonderen Verlusten des Betriebes (z. B. Überlaufen des Sammelbeckens) nicht voll ausgenutzt. Am vorteilhaftesten kann man sich diesem wechselnden Verbrauch bei einer Talsperrenkraftanlage anpassen,

Die notwendigen Unterlagen für die Aufrechnungen der verfügbaren Energie werden dem Wasserwirtschaftsplane entnommen werden können. Für die Berechnung der Betriebsausgaben werden die Sätze der nachstehenden Tabelle 100 benutzt werden können. Aus den Ergebnissen der Ermittelungen nach I (Betriebsausgaben) und II (z. B. Zahl der jährlich erzeugten Pferdekraftstunden, Anzahl der gewonnenen Kubikmeter Wasser usw.) folgen dann ohne weiteres durch Division die Selbstkosten. Allerdings ist, ebenso wie bei der Schätzung der Preise für die abgegebene Kraft die Art des Betriebes von Bedeutung. Dabei wird man sich vergegenwärtigen müssen, daß in den Ertragsberechnungen Vorsicht obwalten lassen muß. Man darf nicht wohl

wo der Stauweiher als Akkumulator dient. Man wird daher im Mittel nur mit Dreiviertel der vorhandenen Kraft als wirklich nutzbar in der Abgabe rechnen dürfen. Bei Talsperrenkraftwerken mit gutem Ausgleich bringt man wohl 80 v. H., bei Flußkraftwerken nur etwa 66 v. H. in Ansatz.

Tabelle 100. Gesamte Betriebskosten von Talsperren und damit zusammenhängende Kraftanlagen in Hundertsteln der Anlagekosten. (Zinsfuß: 4 v. H.).

Bau

Unterhaltung, V er-zinsung, Tilgung, V erwaltung bzw. Bedienung v. H.

Unterhaltung, Bedienung und Betrieb v. H.

Tilgung

v. H.

Bemerkungen

Große Talsperren ohne Kraftwerk ...........

Große Talsperren mit Kraftwerk

ohne elektr. Übertragung mit »    »

Kleinere Talsperren, Wehre, Betriebskanäle, Stollen und ähnliche Werke der Wasserfassung ..........

Maschinen, elektrische Anlagen, Leitungsnetze

große Anlagen......

mittlere Anlagen bis etwa 10000 PS. Leistung. . . Kraftgebäude ........

Druckrohrleitungen und ähnliche Leitungen in der Erde Wasserkraftanlagen mittlerer Größe

ohne elektr. Übertragung mit    »    »

43/4

5,5

7-8

V2-³/4

1Vo-2

IV2

V2

(Höchstwert)

1-2

10-11

12—15

4-5

5-7

7-8

Va

1—2

Bei Dampf-Elektnzi-tätswerken rechnet man für Verzinsung und Tilgung 6—8 v. H. des gesamten Anlagekapitals (Gebäude, Maschinen u. Leitungsnetz nebst Ausrüstung) ; für die unmittelbaren Betriebskosten 6 bis 7 v. H.

Die Kosten der Zentralverwaltung (Betriebsbureau) größeren Unternehmungen dieser Art kann man zu 1,5 v. H. annehmen.

bei

10-11

3—4

12

Der erzielbare Preis der aus einer Talsperre gewonnenen Kraft hängt enge von der gesamten wirtschaftlichen Lage des Bezirkes ah. Man vergleiche hierüber die Ausführungen in des Verfassers Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«, II. Aufl., S. 414. Lei Talsperren zur Trinkwasserversorgung stellt sich die Einnahme als der Erlös des vom Wasserwerk verkauften Wassers dar. Bei den Anlagen für Be-und Hochwasserschutz werden die Einnahmen meist in Form von Beiträgen

Wässerung

den Genossen eingezogen werden.

von

der Interessenten erscheinen, sofern nicht der Staat oder sonst ein größerer Verband ihr die laufenden Kosten aufkommt. Die Sammelbecken für Schiffahrtszwecke müssen die Deckung ihrer Ausgaben in den Einnahmen aus Schiffahrtsabgaben suchen. Bei genossenschaftlichen Unternehmungen vollzieht sich die Ermittlung des Einheitspreises nach der Maßgabe, daß in einem jährlich aufzustellenden Etat die gesamten Ausgaben und Einnahmen sich die Wage halten müssen. Indem man also den Voranschlag der voraussichtlich im kommenden Jahr entstehenden Ausgaben aufrechnet, muß darnach der Preis für die Einheit der Wasserahgahe oder der geschaffenen Nutzkraft festgesetzt und als jährlicher Beitrag (Umlage)

Im übrigen werden allgemeine Anhaltspunkte für die zu erwartenden Einnahmen aus den nachstehend mitgeteilten Beispielen von Betriebsergehnissen (§ 90) entnommen werden können. Aber es werden auch an dieser Stelle noch einige weitere leitende Gesichtspunkte nicht unwillkommen sein.

1. Talsperren für Trinkwasserversorgung. Es wurde schon oben bemerkt, daß bei diesen Unternehmungen die Frage der Rentabilität in einem weiteren Sinne aufgefaßt werden muß. Der Preis des Wassers wird zum mindesten in solcher Höhe festgesetzt, daß die landesübliche Verzinsung und die Tilgung des in dem Wasserwerke angelegten Kapitals erreicht wird. Meist aber werden die Wasserwerke zu Einnahmequellen des städtischen Haushaltes gemacht. Die Wasserwerke arbeiten dann mit einem Überschuß, der andererseits die sonstigen Steuerleistungen der Stadteinwohner erleichtert. Nach diesen Gesichtspunkten wird der Wasserpreis zu bemessen sein, doch würde es zu weit führen auf diese Tarifierung hier näher einzugehen. Einige Preisangaben s. S. 647. Über vergleichende Voruntersuchungen dieser Art für die Trinkwasser versorgungs- und Kraftanlage der Stadt Solingen, siehe des Verfassers Schrift »Die Ausnutzung der Wasserkräfte«, IL Aufl., S. 485.

Landwirtschaftliche Bewässerung. Die Rentabilität des Unternehmens muß sich aus den zu erwartenden Einnahmen aus den Mehrerträgen der bewässerten Ländereien ergeben. Bei Voranschlägen wird man abzuschätzen haben, welch größeren Betrag die Ernten liefern werden oder gegebenenfalls, welche erhöhten Pachtbeträge erwartet werden können. Die Flächen, deren Bewässerung aus der Talsperre sicher gestellt werden kann, sind zu ermitteln, und hieraus wird die gesamte Einnahme berechnet werden können. Jedoch sind dabei außer zu den Kosten für die Talsperre und ihren Betrieb die Kosten der Wasserzuleitungen von dem Sammelbecken zu den einzelnen Wässerungstellen hinzuzurechnen. Einigen Anhalt für die Beurteilung über die zu erwartenden Wertsteigerungen werden die weiter unten mitgeteilten Ergebnisse einiger derartiger Unternehmungen bieten¹)- Gegebenenfalls sollten landwirtschaftliche Sachverständige zur Abschätzung herangezogen werden.

Die Bewässerungsanlagen in Indien sollen sich im Mittel mit 18 v. IL, im Punjab bei einzelnen Anlagen sogar bis 27 v. H. verzinsen²). Über Finanzierung von Bewässerungsanlagen in Amerika s. Engin. News 1912, S. 1036.

Talsperren für Schiffahrtszwecke. Alle Talsperrenanlagen, die den Zwecken der Schiffahrt dienen, müssen ihre Rentabilität in letzter Linie in der Transportverbilligung suchen, sei es, daß die Verbesserung der Schiffahrtsverhältnisse durch Zuschußwasser zu einem fließenden Gewässer oder daß die Speisung eines Kanals stattfindet. Es soll hier nicht auf die Verminderung der Förderkosten durch den Ausbau guter Wasserwege eingegangen werden³). Für die Anrechnung des Nutzens, den die Schiffahrt aus der Anlage von Sammelbecken findet, muß man zunächst an der Hand des Wasserwirtschaftsplanes prüfen, welche Vergrößerung der Fahrwassertiefe durch das Zuschußwasser herbeigeführt wird und von welcher Dauer diese ist, ferner inwieweit die Schiffahrt durch bessere Ausnutzung der Schiffsgefälle, größeren lietgang, in der Lage wäre, diese günstigere Fahrtiefe auszunutzen. Man wird also die Vermehrung des Verkehrs abschätzen, der sich infolge des Zuschußwassers entwickeln kann. Dieser Verkehr würde im anderen Falle durch die Eisenbahn bewältigt werden. Hat man

i) Siehe auch Handb. der Ing.-Wiss. (IV. Aufl. Bd. 7.).    ²) Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1911. S. 1990.

3) Näheres s. u. a. Sy mph er, die wasserwirtschaftliche Vorlage, S. 6, Zeitschrift f. Bauwesen 1907, S. 557 u. f., Mattem u. Buchholz, Schlepp- und Schrauhenversuche. Neue Gesichtspunkte für den Schiffahrts-betrieb auf Kanälen. Leipzig. 1912. S. 34 u. 84.

somit in Tonnenkilometern den Zuwachs des Verkehrs und den Preisunterschied zwischen Eisenbahn- und Wasserfracht zu etwa 2 Pfg., der für die Verhältnisse bei Massen-gliterfcransport anzunehmen ist, abgeschätzt, so ergibt sich unmittelbar die Ersparnis, die erzielt wird, wenn der Verkehr durch die Verbesserung der Fahrtiefe dem Wasserwege erhalten bleibt. Die Ersparnisse müssen in Geldwert so groß sein, daß sie die Verzinsung der Anlagekosten, sowie die Tilgungs-, Unterhaltungs- und Betriebskosten für die Talsperrenanlagen decken. Die Durchrechnung eines Beispiels für den Rhein findet sich in des Verfassers Schrift: Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft 1902, S. 26 und 46. Bei der Speisung eines Schiffahrtskanals durch Talsperrenwasser wird die Rentabilitätsfrage erst in zweiter Stelle auftreten. Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtkanals muß in der Transportverbilligung allgemein ihre Begründung finden. Im Rahmen dieser Aufrechnungen wird man prüfen müssen, auf welchem Wege technisch und wirtschaftlich die Kanalspeisung zu sichern ist. Demgegenüber hat die Kostenfrage der Speisung im Verhältnis zu den Gesamtkosten des Kanals eine mehr zurücktretende Bedeutung. Sie wird zu einer Frage zweiten Ranges. Man wird in einem Vergleich mit anderen Möglichkeiten der Wasserbeschaffung für die Kanalspeisung und durch Gegenüberstellung der entstehenden Kosten die Grundlage für die Entscheidung finden.

Nicht uninteressant ist es, darauf hinzuweisen, daß die großen Staubecken in geringem Umfange selbst Träger des Verkehrs sind. Auf den Wasserflächen der Urft- und Möhnetalsperre ist ein Motorbootbetrieb für den öffentlichen Personenverkehr eingerichtet. Der Stau des Assuanbeckens dient dem regelrechten Schiffahrtsverkehr (s. S. 422).

Kraftgewinn. Wie schon an anderer Stelle (S. 596 u. f.) ausgeführt, wird die Wirtschaftlichkeit der Talsperren meist allein oder doch in hervorragendem Maße durch die Ausnutzung der erschlossenen Wasserkraft geliefert, zum mindestens aber wesentlich gehoben. Die Untersuchungen nach dieser Richtung hin werden daher meist im Vordergrund des Interesses stehen. Der Ertrag aus der Kraftgewinnung kann in der Ausnutzung der Wasserkraft in einem zentralen Werke, das dann meist am Fuße der Talsperre oder nicht allzuweit unterhalb errichtet ist, oder darin bestehen, daß aus der Talsperre Zuschußwasser zur Erhöhung des Triebwassers für die am Flußlaufe entlanggelegenen Einzeltriebwerke abgegeben wird. Oft findet auch die doppelte Ausnutzung wie z. B. an der Ennepetalsperre statt, wo das Wasser zuerst durch ein Turbinenwerk geschickt wird und dann im freien Ablauf nutzbringend weiter wirkt. Die nachfolgenden Erörterungen sollen sich deshalb mit diesen beiden Nutzungsarten beschäftigen.

Die rohe Wasserkraft ist bei neueren Unternehmungen dieser Art auf 1—2 Pfennig für die Kilowattstunde bewertet worden. Die Wasserkraft der Möhnetalsperre ist an das Westfälische Verbandselektrizitätswerk verpachtet. Der Ruhrtalsperrenverein erbaut das Kraftwerk, das Verbandswerk hat den Betrieb. Es gewährleistet eine Abnahme von 9 Mill. Kilowattstunden jährlich und zahlt 2 Pfennig für die Kilowattstunde. Die darüber hinausgehende Kraftmenge kostet teils 1, teils J/2 Pfennig für die Kilowattstunde. Die sichere Einnahme ist also jährlich 180000 Mk.

Die Wasserkraft der Listertalsperre (s. S. 137) hat der Ruhrtalsperrenverein gegen eine Zahlung von jährlich 30000 Mk. in Besitz genommen. Der Ausbau des Kraftwerkes ist Sache des Vereins. Der Strom wird für Elektrizitätsversorgung an die Umgegend abgegeben. Der Preis für 1 Kilowattstunde (Rohkraft) stellt sich auf rund 2 Pfennige.

Bei dem Ausbau der Wasserkräfte im oberen Wesergebiet (s. S. 604) erhält der Rhein-Weserkanal eine Abgabe von 1 Pfennig für jede aus der Wasserkraft gewonnene und gegen Bezahlung nutzbar abgegebene Kilowattstunde bis zum Höchstbetrage von jährlich 200000 Mk. Der Ausbau der Kraftwerke wird aus besonderem Fonds bestritten.

Ertragsberechnungen für ein zentrales Kraftwerk. Die Form der Aufstellung für eine solche Ertragsberechnung ist bereits auf S. 630 gegeben worden. Das

Abwägen des Für und AVider der verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten, um eine gestellte Bedingung zu erfüllen und die dafür maßgebenden Gesichtspunkte heften sich die Verhältnisse des Einzelfalles. Hier muß der Ingenieur in selbständigem Vorgehen die Grundlagen für die Entscheidung suchen. Man kann also diesen Gegenstand nicht allgemein erledigen. Beispiele aus wirtschaftlichen Arorarbeiten zu ausgeführten Talsperrenanlagen neuer Zeit, u. a. für die Talsperren der Stadt Nordhausen a. Harz, Solingen, Urftalsperre, sowie Aufrechnungen Uber den Pachtwert, die Abschätzung des Kapitalwertes von Wasserkräften, wirtschaftliche Untersuchungen über die Betriebsvereinigung von Talsperrenkraftwerken mit Dampfaushilfe, Betriebskosten an AVasser-kräften, Tarife u. a. m. finden sich in des Verfassers Schrift: Die Ausnutzung der Wasserkräfte II. Auflage 1908, S. 417 u. f.

an

§ 86. Beitragsermittlimgen für Talsperrengenossenscliaften¹). Berechnung des Ertrages aus der Abgabe von Zuschußwasser aus Talsperren Erhöhung des Niedrigwassers für die Triebwerke an einem Flußlaufe. Die Genossenschaften, die aus den Triebwerkbesitzern an einem Bachlaufe gebildet sind, dessen natürlicher Abfluß durch Zuschuß wasser aus einem Sammelbecken reguliert wild, müssen die hierdurch jährlich entstehenden Kosten aus Beiträgen ihrer Mitglieder decken. Diese Kosten setzen sich zusammen aus den Verzinsungs- und Tilgungskosten des aufgewendeten Baukapitals, den Kosten der Unterhaltung und des Betriebes, diese Gesamtkosten je nach dem Zinssätze zu etwa 4y₂ bis 5 y. H. des Baukapitals in Ansatz bringen (s. Tab. 100). Der Beitrag des einzelnen Triebwerkbesitzers muß seinem Nutzen aus der Verwertung des Zuschußwassers entsprechen, wenn die Lastenverteilung

diesen Nutzen ermitteln will, so muß man sich ver-Ausdruck kommt in der größeren Kraftleistuug des

zur

Man kann

eine gerechte sein soll. Wenn gegenwärtigen, daß der Gewinn Werkes infolge vermehrten Triebwassers, sei diese z. B. nach Pferdestärken odei 1 feide-kraftstunden im Jahre berechnet. Man hat also für jedes Iriebweik die tatsächlich durch den Zuschuß gewährte Nutzwassermenge Q und das Gefälle h festzustellen. Man wird weiterhin die Nutz Wirkung rj berücksichtigen müssen, mit der die AVasser-motoren arbeiten und die Zeit, während der das Kraftwasser nach den gegebenen Vei-hältnissen der Werke ausgenutzt wird oder ausgenutzt werden kann. Der gewonnene

Q -h- rj ■

man

zum

Wert drückt sich dann aus durch den Ansatz

75

in PS. und bei 300 Ar-

Q-h• 1000 • rj

300 • 10 Pferdekraft

75

beitstagen und 10 Arbeitsstunden täglich durch

die es

stunden im Jahr, worin Q in cbm/sek. und h in m einzusetzen ist. Das Gefälle der Werke ist im allgemeinen bekannt, oder unschwer zu ermitteln; schwieriger ist die Feststellung der Nutz wassermenge. Die aus dem Becken zu erzielende Erhöhung des Wasserabflusses ergibt sich aus dem Wasserwirtschaftsplan. Mir die Bestimmung dei Nutzwassermenge ist es wesentlich, das Verhältnis der Bedarfswassermenge eines Werkes zu dem natürlichen Abfluß kennen zu lernen. Es ist hierfür in erster Linie nötig, die natürlichen Abflußverhältnisse zu wissen. Nach Messungen oder sonstigen Beobachtungen stellt man diese zweckmäßig zeichnerisch für einige gekennzeichnete Abfluß-iahre oder für eine Reihe von Jahren auf (Abb. 350). Ferner ist es notwendig, den Bedarf an Betriebswasser für das einzelne Werk zu bestimmen, d. h. jene Wassermenge, mit Vorteil verarbeiten kann und diese in Beziehung zu setzen zum Alittel-

wasser (Linie c—d), das dem zum Werke gehörigen Niederschlagsgebiet entspricht. Die Ermittlung dieses Wasserbedarfs geschieht durch Messung oder Berechnung aus seiner Leistung und Nutzwirkung. Trägt man diese Bedarfslinie a—b in die Darstellung der Abflußmenge ein, so stellt die schraffierte Fläche unmittelbar den Bedarf an Zuschußwasser dar. Wird dieser Zuschuß durch die Talsperre geleistet, so ist darin die Nutzwassermenge gegeben und die schraffierte Fläche ergibt für das Jahr die gesamte Nutzwassermenge etwa nach Mill. chm. Es darf also nicht die an sich abgegebene Zuschußwassermenge für die Beitragsberechnung maßgebend sein, sondern nur die wirklich verwendete. Wenn auch der Zuschuß und die natürliche Wasserführung bis zur Mittelwasserlinie c—d reichte, so wäre doch für das vorliegende Werk der über a—b hinausreichende Wasserzufluß nutzlos und müßte

_____b

WÆ

M A M J J A SOND

c-d Mittel Wasserlinie a - b und e - F BedarFs/inien

Abb. 350. Darstellung des Jahresabflusses und des Bedarfs an Betriebsund Zuscbußwasser für ein Triebwerk.

ungenutzt Uber das Entlastungswehr zum Abfluß gelangen. Ist aber der Wasserbedarf eines Werkes gleich oder kleiner als der geringste Zufluß (Linie e—f), so wird der ganze Mangel gedeckt, wie dies bei kleineren Triebwerken der Fall ist. Über die mittlere Grenze der Nutzbarkeit der Triebwerke s. S. 115 u. f. Auch wird im allgemeinen nicht die ganze Zeit, während welcher der Zuschuß aus der Talsperre zu der natürlichen Wasserführung erfolgt, sondern nur die tatsächliche Betriebszeit eines Werkes in Ansatz zu bringen sein. Welche Nutzwassermenge im ganzen aus der Talsperre überhaupt gewonnen werden kann, muß der Wasserwirtschaftsplan ergeben. Man nimmt nach Maßgabe der bisherigen Erfahrungen aus dem Talsperrenbetriebe an, daß etwa der einmalige Inhalt der Staubecken als Nutzwassermenge an die Triebwerke-im Laufe eines Jahres abgegeben werden kann.

man

Menge als Abszisse, den Mangel als Ordinate aufträgt. Man erhält eine parabelähnliche Kurve, aus welcher man für jeden Bedarf an Betriebswasser, ausgedrückt in v. H. der mittleren jährlichen Abflußmenge, in Hundertsteln den Mangel entnehmen kann, den dieses Werk während des Jahres an Betriebswasser erleidet (Abb. 36—38 auf S. 117 u. f.). Durch Multiplikation dieses letzteren Prozentsatzes mit dem auf die betreffende Betriebszeit des Werkes entfallenden Jahresbedarf an Betriebswasser erhält man die gesamte Fehlmenge, an der das Werk während des Jahres leidet¹).

Für größere Aufrechnungen d. h. für die Beitragsermittlungen vieler Werke empfiehlt sich eine Vereinfachung des Verfahrens. Man berechnet den Bedarf der Triebwerke (Beaufschlagung) in 10 v. H., 20 v. H., 30 v. H. usw. des ihnen zugehörigen Mittelwassers und den zugehörigen Mangel an Betriebswasser. Das Verhältnis kann zeichnerisch zur Darstellung bringen, wenn man den Bedarf in v. H. der Mittelwasser-

Tab. 101. Verzeichnis der Beiträge der Genossen

Gesamtbeitrag nach den satzungsmässigen Einheitspreisen von Zum Geldbedarf für 1900 sind von den Genossen aufzubringen rund 100000 Mk.

derWuppertalsperren-Genossenschaft.

80 Mk. für 1 Pferdekraft, von 0,50 Mk. für 1 cbm Entnahme. Erhöhung der berechneten Beiträge auf ³/2 des Gesamtbeitrags.

Art

Laufende Nr.

des

Motors

Ort des Betriebes

Turbine

Wasserrad

a Nutzwirkung des Motors

s- Nutzbares Gefälle in m

Zahl der Arbeitsstunden am Tage. Jahresmittel

Größte erh. Wassermenge " Fassungsvermögen i. l/sek

Nutzwassermenge i. l/sek für 10 Std. in 300 Arbtstg.

Deckung in l/sek

Nutzleistung in effekt. PS. für 10 Std. täglich das Jahr hindurch

0 Jährlicher Beitrag=80 Mk für 1 Nutzpferdekraft

o Sonst. Wasserverbrauch s in cbm täglich à 0,50 Mk.

0 Jährlicher Beitrag für —— 1 cbm Entnahme täglich

►■d

fS

Gesamtbeitrag

Mk. Pf.

a Beteiligung an dem Geldbedarf = 7%° des Gesamtbeitrags

Bemerkungen

360

78,8    2,23    178 40

178    40    267 60

Schmitzwipper

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CO

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1—1072    289

263

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148

197,8    6,46    516 80

73

CO

CO

553

829

CO

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Tannenbaum-Gogarten. . .

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CH

11

500

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7-60    348

197,8

71,76    1,75    140

140

210

Crommenohl .

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03

CO

Unter-Crommenohl . .

CO

05

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Leiersmühle

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12

12

12

12

12

166

355

249

149

300

29,8

0,63

60 40

50

75

29,8

44,85

2,04

163 20

44,85

358

10,74

859 20

240

388.8

452.9

155

166,1

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272 80 278 40

290

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244

979

636

272

423

1468

954

409

635

8 8 18

589,5

COCO g CCOOGCGCOOGDGOGOCC„g

Neuenkotten (Solingen) . .

Balkhauser-Kotten . . . .

Auerkotten........

Heilerkotten.......

Oberründener-Kotten . . . Unterriindener-Kotten . . . Oberfriedrichsthalerkotten . Unterfriedrichsthalerkotten.

Hohlepohlkotten.....

Wipperaue........

Leichlingen

Opladen . . . . Reuschenberg .

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71

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11

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4260

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12000

3780

3280

3200

4900

4080

4000

3480

3980

2700

3700

1950

5660

4112

382,71

237.2

215.2 694,7 456,29 425,91 283,76

382,71

237.2

215.2 694,7 456,29 425,91 283,76

415

2,09    167

94,73

1,75    140

0,94

1,12

3,07

1,23

1,47

0,92

1,66

415

102,6

116,3

102,6

116,3

0,39

1,55

75

89

245

98

117

73

132

31

124

643,9

337,5

643,9    7,51

337,5    13,89

Summa 7461,31

600

1111

SB I BBSSBSSB \ 18

MIM

167

140

75

89

245

98

117

73

132

31

124

600

1111

SI I    I SS

250

210

112

134

368

145

176

110

199

46

186

901

166

SB I 88888888118

Für die Werke unterhalb Elberfeld sind 300 l/sek für Wasserleitung der Städte vom f'assungsvermögen der Motore in Abzug gebracht worden. Die Nutzwirkung der Motore ist wegen der Störungen durch die Verunreinigung des Wassers um etwa 35 v. H. herabgesetzt worden und zwar von Evertsaue bis Opladen

66 900 | 75 100 351 | 12

Handbuch

2. 2. AH. 4. Aufl.

41

Man nimmt für die weiteren Aufrechnungen eine gleichmäßig über das Jahr ver-

Q ■ h ■ 1000 • r]

teilte Zuschußwassermenge an. Aus der obenangegebenen Formel

75

ergibt

sich dann unmittelbar die Nutzleistung in PS. für das einzelne Werk. Dabei kann die Nutzleistung, wenn gleichmäßiger Betrieb vorhanden ist, auf eine übliche Betriebszeit von etwa 10 Stunden an 300 Arbeitstagen des Jahres als gemeinsame Grundlage der Berechnung für alle Werke zurückgeführt werden; sie wird aber in der Praxis meist für die Betriebszeit jedes einzelnen Werkes bemessen. Hat man in dieser Weise die Gesamtsumme der aus dem Zuschußwasser der Talsperre gewonnenen Pferdestärken oder Pferdekraftstunden im Jahr gefunden, so ergibt sich ohne weiteres, ein wie hoher Betrag für die Krafteinheit erhoben werden muß, damit die gesamten Jahreskosten gedeckt werden. Und nach dem Kraftgewinn des einzelnen Triebwerkbesitzers berechnet sich dann sein jährlicher Beitrag. Wenn beispielsweise die Kosten eines Unternehmers zur Aufhöhung des Triebwassers für Talsperren 1400000 Mk. betragen, so kann man annehmen, daß die jährlichen Ausgaben für Unterhaltung, Verzinsung, Tilgung und Betrieb der Talsperren mit 4³/₄ des Anlagekapitals gedeckt sind, das sind 66 500 Mk. Jahresaufwand. Sind dafür aus dem vermehrten Kraftwasser in einer

Anzahl von Triebwerken während der Betriebszeit im Mittel etwa 540 Nutzpferdekräfte gewonnen worden, so beträgt der jährliche, von dem einzelnen Genossen zu

erhebende Betrag

66500

540

123 Mk. Es sei ferner angenommen, daß die Nutzwasser

menge eines Triebwerkes durch das Talsperrenwasser um einen Betrag vermehrt werde, der auf das ganze Jahr gleichmäßig verteilt sich auf 100 1 stellt und daß das Gefälle des Werkes 5 m betrage, so hat der Besitzer einen durchschnittlichen Gewinn von

100 • 5 • 0,75

—- 5 PS., wobei die Nutz Wirkung seines Motors zu 0,75 gesetzt ist. Bei

10 Arbeitsstunden an 300 Tagen würde der Gesamtgewinn 5 • 10 • 300 = 15000 PS.-Stunden sein. Hierfür würden 5 Jahrespferdekräfte zu bezahlen sein. Hat ein Triebwerkbesitzer eine andere Arbeitszeit und hat man den Nutzen insgesamt z. B. zu 7500 PS.-Stunden

75

7500

= 27a Jahrespferdekräften in Rechnung zu stellen sein.

3000

gefunden, so würde er mit

Nach diesem Verfahren wurde die im Auszug wiedergegebene Tabelle Nr. 101 für die Triebwerke der Wuppergenossenschaft berechnet. Durch diese Aufrechnungen ist die Möglichkeit geboten, einen gerechten Verteilungsmaßstab der Beitragskosten zu finden, welche diese Werke mit Rücksicht auf ihren Wassermangel bzw. mit Rücksicht auf die ihnen durch die Sammelbecken gebotene Deckung dieses Wassermangels zu leisten haben, und es ist damit die Hauptforderung des Zwangsgesetzes für die Anlage von Sammelbecken zu industriellen Zwecken erfüllt, daß jedes Werk nur entsprechend seinem wirklichen Nutzen zu den Kosten herangezogen werden soll.

Weiteres s. u. a. Wulff, Die Talsperrengenossenschaften im Ruhr- und Wuppergebiet. Jena 1908.

Schaden kann im Jahresmittel durch den

§ 87. Wirtschaftlichkeit des Hochwasserschutzes. Wie an anderer Stelle näher ausgeführt, besteht der Vorteil, den die Hochwasserschutzbecken bringen, nicht in der Erzeugung neuer oder Vermehrung bestehender wirtschaftlicher Werte, sondern in der Abwehr der Vernichtung vorhandener Güter. Man muß bei derartigen Untersuchungen feststellen: 1. Welcher Wert an

Hochwasserschutz verhütet werden; er sei = A gesetzt. 2. Wieviel kosten die Schutzanlagen und wie groß ist der jährliche Aufwand für Zinsen, Tilgung dieses Kapitals sowie für Unterhaltung und Betrieb der Anlagen; dieser Wert sei = B.

Soll das Unternehmen im gewöhnlichen Sinne gerechnet, wirtschaftlich sein, so muß A mindestens den Wert von B erreichen. Ist A~A>B: so würde der Unterschied A—B einen Reingewinn bedeuten, bzw. eine Vermehrung des Wertes des geschützten Landes. Die Ermittlung wird nur im Einzelfalle möglich sein unter Abschätzung der durch die Hochfluten herbeigeführten Schädigungen. Als die hochwassergefährlichsten Flüsse sind in Deutschland die linksseitigen Nebenflüsse der Oder in Schlesien anzusehen. Es mögen daher die Vorarbeiten erwähnt werden, die zum Abschluß des sogenannten Schlesischen Hochwasserschutzgesetzes vom 3. Juli 1900 geführt haben. Es sollen hier nur die wesentlichsten Ergebnisse für das Gebiet des Bober und des Queis, an denen später die größten Schutzbecken errichtet wurden, mitgeteilt werden. Die Schäden, welche das Hochwasser vom Juli 1897 angerichtet hat, wurden im Niederschlagsgebiet des Bober und Queis, für die einzelnen Zuflüsse und Orte nach den Mitteilungen der betreffenden Landratsämter ziemlich zuverlässig festgestellt. Nachdem diese Angaben für die einzelnen Wasserläufe geordnet waren, konnten dieselben in Plänen und Tabellen festgestellt und in Beziehung zu den einzelnen Sammelbecken gebracht werden, indem der Gesamtschaden, den mehrere Wasserläufe an einem bestimmten Punkte anrichteten, sich nach den schädlichen Hochwassermengen, bzw. nach den Hochwasserschutzräumen verteilen ließ, welche auf die einzelnen Wasserläufe entfallen. Da nun die Verteilung des Schadens eingehend angegeben wurde, so konnte auch der, auf die einzelnen von dem Sammelbecken beherrschten Gebiete entfallende Kostenbetrag der Schadenverhütung ziemlich zuverlässig ermittelt werden, und es sind diese Einzelbeträge in Tabellen, welche den Nutzen und die Kosten der Sammelbecken in Zahlen angeben, enthalten. Diese Tabellen sind mitgeteilt in Intzes Bericht über die Wasserverhältnisse der Gebirgs-flüsse Schlesiens S. 24 u. ff. Wenn zwar die späteren Ausführungen sich gegenüber diesen Voranschlägen geändert haben, so wird dieses Vorgehen immerhin als Anhalt für ähnliche Fälle dienen können und auch die Ergebnisse haben ein gewisses allgemeines Interesse. Es ist aus den Tabellen ersichtlich, daß z. B. im Bobergebiet durch die Aufwendung von rd. 18 Mill. Mk. für 36 Mill. cbm Hochwasserraum eine mittlere jährliche Schadenverhütung von 710 000 Mk., d. h. fast 4 v. H. der Anlagekosten erzielt werden konnte. Im Queisgebiet konnten mit 2,29 Mill. Mk. 10 Mill. cbm Schutzraum geschaffen und im Mittel ein jährlicher Schaden von 275000 Mk. abgewendet werden. Es sind dies 12,5 v. H. Nicht berücksichtigt ist hierbei der Nutzen, den die Industrie aus der Anlage der Becken, im besonderen wenn sie entsprechend größer gemacht würden, gewinnen könnte. Es sind dies für die Wirtschaftlichkeit des Hochwasserschutzes nicht ungünstige Ergebnisse.

Man schätzt den an den linksseitigen Nebenflüssen der Oder innerhalb 10 Jahren herbeigefübrten Schaden auf 24 Mill. Mk. Allein am Bober und Queis hat in den letzten Tagen des Juli 1897 der Schaden rd. 10 Mill. Mk. betragen (Abb. 351). Im Durchschnitt wird für diese Flüsse der jährliche Hochwasserschaden auf 1 Mill. Mk. geschätzt. In dem erwähnten Gesetz vom 3. Juli 1900 sind für die Anlage von Sammelbecken, die diese Schäden verhüten sollen, 12,5 Mk. vorgesehen. Über die wirklich zur Ausführung gelangten Becken s. Tab. 6 S. 30. Man ersieht, daß sich nach den genaueren Feststellungen wesentlich günstigere Verhältnisse ergeben haben als bei den ersten Untersuchungen.

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Abb 351. Darstellung der Schäden und der Schadenverhütung äuu. oui.    &    Hochwasser vom Juli 1897.

durch Sammelbecken im Gebiet des Bober und Queis bei dem

Die Städte Elberfeld und Barmen leisten für die Freihaltung von 600000 cbm Hochwasserscbutzraum in der Bever und Lingese in der nassen Jahreszeit von Oktober bis April einen jährlichen Beitrag von 25000 Mk. an die Wuppertalsperrengenossenschaft. Die Kosten der beiden Talsperren betragen 2,5 Mill. Mk. Also bedeutet der Hochwasserbeitrag eine Verzinsung von 1 v. H. des Gesamtkapitals; auf die Kosten des eigentlichen Schutzraumes bezogen, würde sich jedoch eine Verzinsung von etwa 10 v. H. ergeben.

Aber noch ein anderer Umstand kommt in Betracht. Bei den flachen Stauweihern von Herischdorf, Buchwald und Grüssau in Schlesien ist das Gebiet des Hochwasserstauraumes an Private verpachtet. Es ist hauptsächlich zur Wiesennutzung abgegeben, doch findet sich auch Ackerbau, besonders im oberen Teile des Beckens. Hier werden die Überflutungen nur selten eintreten und von kürzerer Dauer sein, als in den Wiesentälern der offenen Flußniederungen. In einigem Umfange wird dabei eine Düngung stattfinden. Durch die land- oder forstwirtschaftliche Bebauung bringt die Grundfläche der Staubecken eine gewisse Rentabilität und demgemäß fallen die Kosten des Grunderwerbs nicht oder nicht voll dem Bau zur Last. Am Stauweiher von Herischdorf kostet 1 cbm des Stauraumes etwa 22,5—25 Pfg., abzüglich der Grunderwerbskosten soll der Preis 12—13 Pfg., also nur etwa die Hälfte, betragen. Wenn somit die landwirtschaftlichen Erträge den Aufwand des für den Hochwasserstau nötigen Geländes aufwiegen, so wird der Hochwasserschutz durch Talsperren und Stauweiher in einem wesentlich günstigeren Lichte erscheinen, dadurch, daß auf diesen nur die Kosten des Bauwerkes selbst entfallen.

§ 88. Wirtschaftlichkeit der Talsperren für gemeinsame Zwecke. Es sind schon oben (s. S. 34 u. 599) einige Gesichtspunkte gegeben, nach denen die Aufrechnung von Ertragsberechnungen für Sammelbeckenunternehmungen erfolgen kann, die verschiedenen Zwecken zugleich dienen. Man wird zunächst berechnen — soweit dies in Zahlen aus-drückbar ist — welchen Vorteil die einzelnen Interessenten daran haben. Man muß also z. B. die Kraft ermitteln, die aus dem Stauweiher erschlossen werden soll, gegebenenfalls die Flächen bestimmen, denen Bewässerung zugeführt werden kann, ferner die erreichbare Abgabe für die Wasserversorgung, den Hochwasserscbutz der unteren Täler durch die Wasserzurückhaltung und andere Wirkungen aus der Wasseraufspeicherung zahlenmäßig festlegen. Die Summe der Vergütungen, die die einzelnen Interessenten nach der Größe des ihnen zu teil werdenden Nutzens aufzubringen haben, muß die Gesamtunkosten decken. Man darf dabei allerdings nicht mechanische Zahlenrechnungen aufmachen, sondern man muß auch prüfen, welchen Wert die gewonnenen Energien für das wirtschaftliche Leben überhaupt haben. Dieses Moment ist oft ausschlaggebend für die Preisbemessung im einzelnen und für die Ertragsfähigkeit des ganzen Unternehmens, und daran ist auch der Anteil zu bemessen, nach dem die Nutznießer zu den Lasten heranzuziehen sind. Aus diesen Ausführungen ergibt sich ohne weiteres, daß hier kein allgemeiner Maßstab gegeben ist. Die Wert Verteilung muß streng den Verhältnissen des Einzelfalles angepaßt werden. Es ist sicherlich Sache großer Erfahrung, eines wirtschaftlich richtigen Blickes und unparteiischer Beurteilung, eine billige Verteilung der Kosten und Erträge zu finden, und die Vorverhandlungen mit Sachlichkeit so zu führen, daß alle Interessen nach Möglichkeit gefördert werden. Name und Ansehn der führenden Persönlichkeit sind hierbei meist bedeutsamer, als peinliche zahlenmäßige Nachweise. Mancherlei derartige gemeinsame Unternehmungen sind an dem Widerstreit der Interessen gescheitert.

Ein Beispiel einer solchen wirtschaftlichen Aufrechnung für die Anlage eines Talsperrensystems am Oberrhein für den Hochwasserschutz, die Kraftgewinnung, landwirtschaftliche Bewässerung und für Schitfahrtszwecke siehe des Verfassers Schrift »Der Talsperrenbau und die Deutsche Wasserwirtschaft« Berlin 1902. S. 42.

Einige Anhaltspunkte für die Kostenverteilung bei der Ennepetalsperre s. Harz, Die Ennepetalsperre.

IV. Wirtschaftliche Betriebsergebnisse.

§ 89. Allgemeines. Der Betrieb der Talsperren im Wupper- und Kuhrgebiet hat im allgemeinen gezeigt, daß noch nicht jene Ruhe eingetreten ist, die die Stetigkeit der Wasserabgabe sichert. Es kommen Zeiten, in denen die Talsperren leer werden, so daß sie ihre Aufgabe nicht erfüllen können, so z. B. in der langen Trockenheit des Herbstes 1908. Mancher ist geneigt, hierin den Beweis zu sehen, daß die Sammelbecken die auf sie gesetzten Hoffnungen für das wirtschaftliche Leben nicht erfüllt haben. Aber das darf keineswegs gefolgert werden, ohne den Gründen nachzuforschen, die zu dem Versagen der Becken führten. Es ist oft ihre Überinanspruchnahme seitens der Wasserbezieher, die zu der Wasserklemme Anlaß gibt. Wenn ein Sammelbecken mit voller Füllung in die Sommerszeit eintritt und ein einigermaßen naßes Frühjahr vorherrscht, so ist jedermann bereit, den Wasservorrat scharf anzugreifen, nicht bedenkend, daß ein trockener Herbst eintreten kann. Der Mangel an hinreichender Erfahrung im wasserwirtschaftlichen Betriebe, in dem wir uns noch befinden, verleitet leicht dazu, die Vorschriften des nur für mittlere und trockene Jahre aufgestellten Betriebsplanes zu überschreiten. Und die üblen Folgen bleiben dann nicht aus. Man muß sich unbedingt daran gewöhnen, den Beckeninhalt — wie regenreich auch das Frühjahr sei — in der ersten Sommerhälfte sparsam zu behandeln, um für die Zeit der Not Reserven zu besitzen. Denn es hat die Betriebserfahrung erwiesen, daß auf einen verhältnismäßig nassen Sommer häufig eine längere Trockenperiode in den Herbst- und Wintermonaten mit früheinsetzendem Frost folgt. Andererseits muß in dieser Sparsamkeit im Wasserverbrauch eine gewisse Grenze gehalten werden, da z. B. bei den aus einem Sammelbecken gespeisten Kraftwerken ein vorteilhafter Betrieb eine möglichst vollständige Ausnutzung des Beckeninhaltes — bei großen Talsperren bis auf einen Rest von einigen Millionen Kubikmetern Inhalt — erwünscht erscheinen läßt.

Ferner sind aber von Nichteingeweihten meist auch zu weitgehende Hoffnungen auf den günstigen Einfluß der Talsperren gesetzt worden, die später zu gewisser Ernüchterung geführt haben. Die Wuppertalsperren schließen zurzeit 68 qkm Niederschlagsgebiet ab. Das ganze Gebiet der Wupper bis zur Mündung in den Rhein ist 600 qkm groß. Das abgesperrte Gebiet beträgt also 11 v. H. des Ganzen. An der Ruhr sind nach Fertigstellung der Mohne- und Listertalsperre 635 qkm, von im ganzen 4500 qkm des Ruhrgebietes durch Talsperren in ihrem Wasserhaushalt ausgeglichen. Das sind 14 v. H. Diese Verhältniszahlen muß man sich vergegenwärtigen und man wird ohne weiteres anerkennen, daß man mit so bescheidenen Mitteln doch auch nur eine verhältnismäßige Wirkung auf die Wasserführung ausüben kann. Es ist also der nur teilweise Erfolg nicht in verfehlten Maßnahmen, sondern darin zu erblicken, daß an sich durchaus richtige Mittel zur Besserung erst in ungenügendem Umfange angewandt wurden. Eine geregelte Aufspeicherung größerer Wassermassen, als bisher geschehen, ist notwendig, um für alle Zeiten des Jahres eine Wasserführung zu sichern, die sich der mittleren nähert.

Wirtschaftliche Betriebsergebnisse. — Beispiele.

647

§ 90. Beispiele. Im Anschluß an die Erörterungen Uber die Aufstellung von Ertragsberechnungen im vorhergehenden Abschnitt und zum Anhalt für die dabei zugrunde zu legenden Einnahmen aus der Wasserabgabe und Nutzbarmachung der Talsperren mögen an dieser Stelle einige Mitteilungen über Ergebnisse aus dem Betriebe neuerer deutscher und ausländischer Unternehmungen dieser Art Platz finden.

1. Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtal. Der wirtschaftliche Nutzen dieses Unternehmens besteht in erster Linie in der gesicherten Wasserversorgung der Stadt Remscheid. Dieses Becken hat in den Jahren 1891—1906 die Speisung allein gedeckt, bis der gesteigerte Wasserbedarf die Anlage einer zweiten Talsperre in Neyetale notwendig machte (s. S. 14). Daneben wird in gewissem Umfange Kraft gewonnen. Es arbeiten zwei Turbinen von 25 bzw. 62 PS. Leistung unter einem Druck von 25 m. Sie dienen der Wasserhebung. Die hierdurch erzielte Kohlenersparnis beträgt im Mittel etwa 5000 Mk. jährlich. Den Triebwerken im unteren Eschbachtal ist vertragsmäßig eine Wasserabgabe von durchschnittlich 4500 cbm am Tag zugesichert. Die durch die Talsperre den Werken tatsächlich zugeführte Nutzwassermenge beträgt etwa 1,2 Mill. cbm jährlich, so daß die Wasserkräfte der Triebwerke gegenüber der Ausnutzung der natürlichen Wasserführung verdoppelt wurden. Das Gefälle des Eschbaches bis zum Einlauf in die Wupper beträgt rund 100 m. Die jährlich ersparte Ausgabe für Kohlen für die gewonnene Leistung wird bis 10000 Mk. berechnet. Zudem gestaltet sich der Betrieb der Werke gleichmäßiger und dauernder während des ganzen Jahres. Den Wiesen des Eschbachtales wird eine bessere Bewässerung als früher zugeführt. Die Gastwirtschaft am Stauweiher brachte bereits in den ersten Jahren einen jährlichen Pachtertrag von 8000 Mk. Nicht unbedeutend ist auch der Fischereiertrag. Weiteres s. Borchard, Die Remscheider Stauweiheranlage S. 87. Der Wasserpreis stellte sich im Betriebsjahre 1907 für die Trinkwasserversorgung auf 30,3 Pfg./cbm, während das gleichfalls aus Staubecken bezogene Trinkwasser in Barmen 14,9, in Lennep 25,7 und in Ronsdorf 37,7 Pfg./cbm kostete²)- Verträge betreffend den Preis des Wassers aus der Ennepetalsperre s. Harz, Die Ennepetalsperre S. 41 u. f.

2. Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen. Über die baulichen Anordnungen und Betriebseinrichtungen dieses Werkes s. S. 38, über den wasserwirtschaftlichen Betrieb s. S. 559.

Für die Finanzübersicht dieses Unternehmens ist eine Trennung nach dem Wasserwerk und Elektrizitätswerk erfolgt. Bei ersterem werden die gesamten hydraulischen Anlagen geführt, weil das Unternehmen in erster Linie für Wasserversorgungszwecke errichtet wurde und der Kraftgewinn gleichsam als ein Nebenerzeugnis hinzukam. Man darf ferner nicht außer Acht lassen, daß das Talsperrenwasserwerk wesentlich durch das alte außer Betrieb gesetzte Wasserwerk Grunenburg belastet wird. Die Anlagekosten betragen in runder Summe:

3,484,000 Mk.

626,000 » 290,000 »

1.    Talsperren nebst    den hydraulischen Anlagen    der    Trinkwasserversorgung    und Kraftgewinnung....... .

2.    Elektrizitätswerk,    soweit die Talsperrenwasserkraft    verwertet wird......................

3.    Rohrleitungsverteilungsnetz............. .

zusammen 4,400,000 Mk.

Wasserwerk. Die mittlere Einnahme aus dem verkauften Wasser, hat sich wie aus der Tab. 102 ersichtlich ist, zu rund 23 Pfg. für 1 cbm gestellt. Aus diesem Preise ergibt sich die Deckung der gesamten aus dem Wasserwerksbetriebe entspringenden Kosten für Verzinsung und Unterhaltung, Tilgung, Gehälter und Löhne, Beitrag zur Wuppertalsperren-Genossenschaft (jährlich etwa 3300 Mk.) sowohl der neuen Anlagen (einschl. Talsperre Pumpwerk usw.) wie der alten Anlage Grnnenburg. Die Abschreibung bei den Gebäuden, dem Wehr, Stollen, Rohrleitungen, Betriebskanal, Berieselungsanlagen, Turbinen und Pumpen erfolgt mit 1 v. H., bei der großen Talsperre mit V₂ v. H.

Der Preis von 23 Pfg. bzw. 20 Pfg. ohne Wassermessermiete für 1 cbm Wasser liegt allerdings über dem Mittel des bei deutschen Wasserwerken in der Regel gezahlten Preises. Dieser Preis erklärt sich zum Teil daraus, daß das alte Wasserwerk noch nicht getilgt ist und keinen Ertrag liefert. Ohne diese Belastung würde sich der Wasserpreis auf etwa 13—16 Pfg. für 1 cbm stellen. Weiterhin ist zu beachten, daß eine Hebung des Wassers um 170 m erfolgt. Der Wasserpreis wird

dauernd abnehmen mit der Tilgung des Kapitals der Talsperre, deren Kosten (rund 1,5 Mill. Mark), etwa 73 des Gesamtanlagekapitals betragen. Denn diese Sperrmauer wird, wie alle Erfahrung erweist, die Tilgungszeit von weniger als 200 Jahren (entsprechend einem Tilgungssatz von 72 v. H.) weit überdauern und später nur geringfügige Ausgaben verursachen. Man kann annehmen, daß dann die Selbstkosten des Wassers auf 8—11 Pfg. für 1 cbm heruntergehen werden.

Der gegenwärtige Tarif des Wasserwerks stellt sich wie folgt: das gelieferte Wasser wird nach Wassermessern berechnet. Die Bezahlung erfolgt nach Maßgabe des wirklichen Verbrauchs, jedoch sind mindestens für jedes Grundstück oder Gebäude für ein Vierteljahr ausschließlich Wassermessermiete zu zahlen: bei einer Bodenfläche

1. bis 100 qm 4,00 Mk., wofür 15 cbm Wasser geliefert werden

133 » 5,20 » 3. über 133 » 6,50 »

2.

20 » » » »

25

Bei einem vierteljährlichen Verbrauch über 25—250 cbm beträgt der Preis 18 Pfg. für 1 cbm. Für größeren Verbrauch wird Ermäßigung bewilligt, die bis zu 14 Pfg. für 1 cbm heruntergeht.

Die Finanzübersicht des Elektrizitätswerkes (s. Tab. 103) ist auf der Grundlage aufgebaut, daß nur die für den Elektrizitätsbetrieb getroffenen Einrichtungen, d. h. die Ausgaben hierfür und die Einnahmen aus dem Stromverbrauch in Ansatz gebracht sind. Es fallen hierunter die Turbinen, Dynamos, Stromfernleitungs- und Verteilungsanlagen usw., nicht aber die Kosten der Anlagen für die Schaffung der Wasserkraft (Talsperren, Wehr, Betriebskanal, Kraftgebäude u. a. m.). Die Kosten hierfür sind, wie schon oben bemerkt, lediglich auf das Konto des Wasserwerks gesetzt. Die Beurteilung der Rentabilität wird ferner dadurch erschwert, daß die Talsperrenzentrale bei Glüder und die Straßenbahn (Dampf-) Zentrale in der Stadt Solingen in Betriebsgemeinschaft standen. Es würde an dieser Stelle zu weit führen, auf diese Einzelheiten der Betriebsergebnisse des Elektrizitätswerkes einzugehen. Es soll dies auf der Grundlage der von der städtischen Betriebsverwaltung dem Verfasser freundlichst überlassenen Jahresberichte nur insoweit geschehen, um einen Überblick über die Verzinsung des gesamten angelegten Kapitals der Talsperrenanlage zu erhalten. Es sei z. B. aus den Ergebnissen des Betriebsjahres 1910/11, das etwa dem gegenwärtigen Wirtschaftsstande des Werkes entspricht, bemerkt: Der Reingewinn in diesem Jahre betrug 109600 Mk. (Tab. 103). Dieser Reingewinn ergab sich nach Abzug aller unmittelbaren und mittelbaren Betriebskosten (Verzinsung, Tilgung, Unterhaltung der Anlagen, Gehälter und Löhne, Kosten der Dampfzentrale, Beitrag zur Wuppertalsperrengenossenschaft usw.). Wenn man diese Reineinnahmen verteilt im Verhältnis der von den beiden Werken erzeugten K.W.-Stunden (insgesamt wurden erzeugt 2,70 Mill. K.W.-Stunden, davon in Glüder 1,5 Mill.

K.W.-Stunden), so entfällt auf das Talsperrenwerk ein Anteil von 60900 Mk. Dabei betrug die Einnahme für die verkaufte K.W.-Stunde 17,89 Pfg.

Die Gesamteinnahmen im Jahre 1910/11 waren:

285100 Mk.

1.    Aus dem Wasserwerksbetrieb rund

2.    Aus dem Elektrizitätsbetriebe. (Anteil des Talsperrenwerkes) 172200 »

zusammen 457300 Mk.

Es ergibt sich somit nach Maßgabe der obigen Einnahme eine Verzinsung von 10.4 v. H. des in den Bauanlagen aufgewandten Kapitals (4,4 Mill. Mk.) Das Unternehmen ist darnach als ein wirtschaftliches und ertragreiches zu bezeichnen.

Der Reingewinn des Elektrizitätswerkes im Betriebsjahre 1911/12 betrug 123500 Mk.

Der elektrische Strom für die verschiedenen Gebrauchszwecke wurde bis zum Jahre 1912 zu nachstehendem Tarif abgegeben:

a)    Lichtstrom. Der Grundpreis betrug 45 Pfg. für die K.W.-Stunde bis zu einer Benutzungsdauer von 350 Stunden im Jahr. Der ganze über 350 Stunden hinausgehende Verbrauch wurde mit 25 Pfg. für eine K.W.-Stunde vergütet.

b)    Kraftstrom. Der Grundpreis betrug 18 Pfg. für die K.W.-Stunde bis zu einer Benutzungsdauer von 750 Stunden im Jahr. Der über 750 Stunden hinausgehende Verbrauch wurde mit 8 Pfg. für 1 K.W.-Stunde vergütet.

Eine bedeutsame Umwandlung im Betriebe des Werkes ist im Jahre 1911 erfolgt. Die Stadt hat ihr Hochspannungsnetz gegen eine jährliche Summe von 50000 Mk. an das Bergische Elektrizitätswerk verpachtet und zugleich das Hoch- und Niederspannungsnetz dieses Werkes erworben. Auch dieses Hochspannungsnetz ist an das genannte Werk gegen eine Verzinsung von 4V2 v. H. und eine

Wirtschaftliche Betriebsergebnisse. — Beispiele.

649

Tabelle 102. Übersicht der Kosten, Einnahmen und Ausgaben des Talsperrenwasserwerks der Stadt Solingen.

Einnahmen³) fiir 1 cbm verkauftes Wasser

Selbstkosten²) für 1 cbm verkauftes Wasser

Gewinn

Ausgaben

Einnahmen

Kapitalwert am Schluß des Betriebsjahres

Abschreibung

Kapitalwert¹) am Beginn des Betriebsjahres

Verkaufte

Wassermenge

Betriebsjahr

Pfg-

Pfg.

Mk.

Mk.

Mk.

Mk.

Mk.

Mk.

niqo

22,89

19,07

11698

273 556

285 254

4 301 400

48 700

4 350 100

1 246 300

22,85

23,60

23,10

22,54

20,11

20,65

19,03

16,83

185

1731 (Verlust) 15 434 44 061

271 063 273112 269 690 289 043

271248 271381 285124 333 104

4 251000 4 198 300 4 143 700 4 086 900

50400 52 700 54 500 56 800

4 301 400 4 251000 4 198 300 4 143 800

1187 100 1157 400 1 234 400 1 478 100

1907/8

(1. 4. 1007 bis 31. 3. l'JOS)

1908,9

1909/10

1910/11

1911/12

Wirtschaftliche Ergebnisse des Elektrizitätswerkes der Stadt Solingen.

Die Wasserkraftzentrale bei Glüder ist für den elektrischen Betrieb ausgerüstet mit 2 Niederdruckturbinen von 300 bzw. 350 P.S. und 1 Hoclidruck-

turbine von 300 P.S. Leistung.

Tabelle 103.

Reingewinn (aus beiden Werken)

Mk.

59 400 47 600 75 300 109 600

Durchschnittliche Einnahme für 1 nutzbar abgegebene KW.-Std.

Gesamte Selbst-Kohlenkosten kosten abziigl. für 1 nutzbar Kohlenkosten abgegebene für 1 nutzbar abgegebene KW.-Std.I    KW.-Std.

Gesamte

Selbstkosten für 1 nutzbar

Talsperren-Kraftwerk Glüder

abgegebene

KW.-Std.

Gesamte Jahresleistung beider Zentralen: Glüder und Straßenbahnzentrale

Betriebsjahr

Pfg.

Pfg-

Pfg.

Pfg-

Erzeugte KW.-Std. in Mill.

Erzeugte KW.-Std. in Mill.

17,73

18,30

18,12

17,89

O 05

(N l> H CO

oT cT af 05~

X CO I> C5 ^ cr^

03    03 t—ł t-H

11,53

12,83

9,66

11,06

1,120

1,590

1,504

1,846

2,274

2,703

1907/8

1908/9

1909/10

1910/11

i) Einschließl. des außer Betrieb gesetzten alten Wasserwerks Grunenburg. Der Kapitalwert des Talsperrenwerkes allein betrug am 31. März 1911 rund

3 490 000 Mk.

²)    Abzüglich Einnahmen an Wassermessermiete, Pacht, Zinsgewinn und Installationen.

³)    Einschließlich Wassermessermiete, kleine Pachterträge, Installationseinnahme usw.

¹

Zeitschrift für Architektur und Ingenieurwesen 1899, Heft 1.

²

Nach Angaben von Este rer a. a. O. S. 15.

Tilgung von 3 v. H. des Kapitals verpachtet. Die städtische Dampfzentrale ist außer Betrieb gesetzt. Die in der Wasserkraftanlage Gliider erzeugte elektrische Energie wird von dem Bergischen Elektrizitätswerk zum Preise von 2,5 Pfg. für die K.W.-Stunde in einer Spannung von 5000 Volt abgenommen. Die Stadt Solingen hat nur den Betrieb des Niederspannungsnetzes. Die eigentliche Stromlieferung und den Betrieb des gesamten Hochspannungsnetzes besorgt das genannte Werk. Dieses liefert an die Stadt den Lichtstrom für 13,5, den Kraftstrom für 8 Pfg. für die K.W.-Stunde in Niederspannung, mit entsprechender Verbilligung bei mehr als 2 Mill. K.W.-Stunden Verbrauch im Jahr. Im Zusammenhänge hiermit wurde für den Absatz an Private ein neuer Tarif mit einigen Ermäßigungen eingeführt, u. a. beträgt der Preis der Lichtkilowattstunde 35 Pfg. Auch im Krafttarif sind einige Vergünstigungen eingetreten. Den größeren Kraftabnehmern wird das Licht zum Kraftstrompreise geliefert.

Bemerkt sei schließlich, daß die Abschreibung der Maschinen mit 8 v. H., des Kabelnetzes mit 5 v. H. und der Akkumulatoren mit 10 v. H. erfolgt. Die gesamten jährlichen Betriebskosten betrugen rund 8,5 v. H. der' Anlagekosten.

3. Elektrizitätswerk der Stadt Nordhausen a. H. Siehe S. 41 u. 562. Der Betrieb des Talsperrenkraftwerkes ist seitens der Stadt Nordhausen an die Elektrizitäts-Aktien-Gesellschaft vormals Schlickert & Co. zu Nürnberg verpachtet. Das Abkommen ist in der Weise geregelt, daß die Stadt Nordhausen auf ihre Kosten die hydraulischen Anlagen — Talsperre, Rohrleitung und Kraftgebäude — errichtet hat und unterhält. Die genannte Firma hat in gleichem Umfange den maschinellen und elektrischen Ausbau einschließlich der Fernleitung übernommen und führt den Kraftbetrieb auf eigene Kosten. Die Stadt erhält als Vergütung eine jährliche Pauschabfindung von 15000 Mk. bis zu einer Kraftentnahme von 250000 Kilowattstunden. Für jede weitere Kilowattstunde — gemessen auf Schaltbrett des Staatsbahnhofs Nordhausen — werden 5 Pfg. bezahlt.

Es stehen im ganzen bei 501/sek. WTasserabgabe etwa 550000 KW.-St. und in einem mittleren Jahre, wenn man hierfür nur 2,6 Mill. cbm Jahresabfluß in Ansatz bringt, etwa 800000 KW.-St. am Kraftwerke zur Verfügung.

Der Betrieb vollzieht sich in der Weise, daß das Talsperrenwerk seine Kraft an die vorgenannte Zentrale abgibt und diese für die weitere Verwendung des Stromes Sorge trägt. Zwischen dem genannten Elektrizitätswerk und der Staatsbahnverwaltung ist ein Vertrag abgeschlossen, wonach der Strom bis zur Entnahme von 160000 KW.-Stunden im Jahr mit 14 Pfg., darüber hinaus mit 13 Pfg. für die gelieferte KW.-St. bezahlt wird. Der Preis bei Abgabe innerhalb der Stadt an Private beträgt 65 Pfg. für Licht und 20 Pfg. für Kraft für 1 KW.-St.

4. Stauweiher in den Vogesen für Krafterhöhung und landwirtschaftliche Bewässerung. Durch den Ahlfeldweiher von 1,1 Mill. cbm Stauinhalt können in 41 Triebwerken bei 100 m Gesamtgefälle jährlich etwa 800000 PS.-Stunden nutzbar gemacht werden. Selbst wenn hiervon nur die Hälfte verwertet wird, so berechnet sich aus der entsprechenden Ersparnis an Kohlen der Gewinn in Geldwert zu 22400 Mk. Einschließlich der Benutzung des Wassers in dem am Bache angesiedelten Baumwollengewerbe läßt sich der verwertbare Gewinn auf 40000 Mk. im Jahre schätzen. Der Gewinn, der sich für die Landwirtschaft aus der Ausnutzung des Stauweihers ziehen läßt, kann jährlich zu 50000 Mk. angenommen werden. Die Anlagekosten des Weihers betragen 440000 Mk. Wenn der Gesamtgewinn nur mit 75000 Mk. in Ansatz gebracht wird, so beläuft sich die Verzinsung des Anlagekapitals auf 17 v. H.¹).

Bei den Stauweihern im Fechttale (Vogesen), die den gleichen Zwecken dienen, berechnet sich die Rentabilität zu etwa 11 v. H. Den Gewinn an Kraft in den unterhalb dieser Talsperren gelegenen Triebwerken berechnet Fecht für das Jahr 1892 in Geldeswert, ausgedrückt durch die Ersparnis an Kohlen für eine gleichwertige Leistung, zu rund 32300 Mk. Der Gewinn der Landwirtschaft wird auf 36000ML beziffert. Der Gesamtgewinn beträgt also 68000 Mk., während sich die gesamten Baukosten auf rund 604000 Mk. belaufen.

Diesen Aufrechnungen liegt ein Mehrertrag der Ernte für die Wiesen an der Doller von 50 Mk. für 1 ha und für die Wiesen im Fechttale von 60 Mk. für 1 ha zugrunde. Es sind dies Sätze, wie sie sich aus den Erfahrungen an den Bewässerungsanlagen am unteren Laufe der Fecht seit Jahren ergeben haben.

5. Bei den aus der Talsperre von San Roque in Argentinien (siehe S. 6) bewässerten Ländereien hat der bewässerte Boden gegenüber dem unbewässerten Lande eine Wertsteigerung bis auf das zwanzigfache erfahren. Es sind hier ungefähr 12 000 ha der landwirtschaftlichen Bewässerung

Wirtschaftliche Betriebsergebnisse. — Beispiele.

651

erschlossen. Diese außerordentliche Wertsteigerung erklärt sich aus der starken Trockenheit und Verdunstung des Landes.

6.    Assuan-Sperre. Die Kosten der Anlage werden nach der Ausführung zu 48,8 Mill. Mk. angegeben. Für die Beurteilung des wirtschaftlichen Wertes mögen folgende Angaben dienen: Das Becken enthielt bisher rund 1000 Mill. cbm. Die aufgespeicherte Wassermenge genügt zur Bewässerung von reichlich 200000 ha. Der jährliche Zuwachs an Baumwollenernte infolge der Bewässerung wird zu 80 Mill. Mk. veranschlagt. Man schätzt die dadurch erzielte Wertsteigerung des Landes auf rund 1500 Mk. für 1 ha. Die gesamte gewonnene Wertsteigerung würde demnach 300 Mill. betragen, während die einmalige Ausgabe für die Anlage nur rund 49 Mill. Mk. erreicht. Man ersieht daraus ohne weiteres den großen wirtschaftlichen Wert des Unternehmens. Und dieser ist in letzter Zeit noch gesteigert worden durch eine Aufhöhung der Staumauer. Es ist eine Aufhöhung um 5 m in den Jahren 1907—12 mit einem Kostenaufwande von 31 Mill. Mk. ausgeführt worden. Dadurch ist ein Stauraum von 1300 Mill. cbm hinzu gewonnen worden. Das Stauwasser reicht zur Bewässerung von weiteren 200000 ha hin, wofür auch Bedarf vorhanden ist. Es ist also mit einem Geldaufwande von 31 Mill. Mk. eine Wertsteigerung des bewässerten Landes um 300 Mill. Mk. bewirkt worden. Näheres siehe S. 583, ferner Zeitschr. f. Bauwesen 1900 S. 376, Zentralbl. d. Bau-verwaltg. 1900 S. 274, 1909 S. 393. Deutsche Bauzeitung 1907 S. 301, 1912 S. 656.

7.    Die Wuppergenossenschaft. Über die Wasserverhältnisse und wasserwirtschaftlichen Betriebsergebnisse siehe S. 563. Die satzungsmäßigen Einheitspreise sind als Grundbeitrag 80 Mk. für die Jahrespferdekraft bei 3000 Arbeitsstunden und 0,50 Mk. für 1 cbm Wasserentnahme während eines Jahres z. B. für Färbereien u. Wäschereien. Im Jahre 1900 waren rund 100000 Mk. von den Genossen aufzubringen, und es fand eine Erhöhung der berechneten Beiträge auf ³/a der Normalbeiträge statt, so daß die Pferdekraft 120 Mk. kostet (siehe Tab. 101 und 104).

Die Wasserkräfte der Triebwerke sind je nach der Größe der Werke von 73 bis zu dem 3 fachen ihrer früheren Stärke durch die Talsperren vermehrt worden. Triebwerke in den Tälern, die verlassen und verfallen waren, sind zum Teil neu ausgebaut und vergrößert, Zum anderen Teile sind kleine Werke oder Zentralwerke neu angelegt. Vielfach sieht man die Anlegung der Talsperren als einen Wendepunkt für die gewerbliche Tätigkeit in den Tälern des bergischen Landes an. Wenn zwar nicht alle Hoffnungen erfüllt wurden, so ist dies nicht als ein grundsätzlicher Fehler der Unternehmungen anzusehen; sondern es liegt, wie S. 646 ausgeführt wurde, daran, daß die bisherigen Sammelbecken eben nur eine Wirkung ausüben können, die dem Verhältnis der Größe ihrer Niederschlagsgebiete zur Gesamtgröße des Flußsystems der Wupper entspricht. Durch weitere Staubeckenanlagen im Wuppergebiet gestaltet sich die Lage der Genossenschaft fortgesetzt günstiger. Sie besitzt hier das Vorrecht zur Errichtung von Sammelbecken und erhält deswegen vermehrten Wasserzuschuß in trockener Zeit, z. B. aus Trinkwasserbecken, ohne daß der Genossenschaft Kosten entstehen. Entsprechende Verpflichtungen haben u. a. die Städte Remscheid für die Neyetalsperre (siehe S. 15) und Barmen für die Herbringhauser und Kerspe Talsperre übernehmen müssen. Die Genossenschaft hat neuerdings in der Nähe von Marienheide im Bruchertale eine neue Talsperre und in Leyersmühle bei Wipperfürth einen Ausgleichweiher von 80000 cbm Inhalt erbaut.

Die Ausgaben und Einnahmen der Wuppertalsperrengenossenschaft stellen sich im Durchschnitt der Jahre 1907/8 etwa wie folgt:

3 006 000 Mk. 142 700    »

1.    Gesamtkosten der genossenschaftlichen Anlagen.....

2.    Gesamtausgaben im Jahr (d. h. 4,75 v. H. der Gesamtkosten)

6000

3.    Einnahmen im Jahr: Unterstützung durch die Provinz . . .

23400

28000

81600

3700    142 700    »

Beitrag für Wasserentnahme.............

Beitrag der Städte Elberfeld und Barmen .......

Beitrag der Triebwerke.................

Kleinere Einnahmen (Pacht usw.)............

Eingehende Mitteilungen über die Talsperrengenossenschaften im Ruhr- und Wuppergebiet siehe Wulff, Die Talsperrengenossenschaften im Ruhr- und Wuppergebiet S. 46ff. u. S. 116.

8.    Ruhrtalsperrenverein. Über die wirtschaftliche Lage, seine Entwicklung seit der Begründung im Jahre 1897 und seinen Yermögensstand geben nachstehende Angaben Aufschluß¹):

i) Zusammengestellt nach den dem Verfasser freundlichst überlassenen Rechenschaftsberichten des Ruhr

talsperrenvereins.

Förderung aus der Ruhr und Mitgliederbeiträge seit 1897. Nach der Hebeliste des Ruhrtalsperrenvereins für das Jahr 1908 gehörten dem Verein 78 Wasserwerke (Pumpwerke) an, welche teils im Besitze der Stadt- und Landgemeinden waren, teils von größeren Werken und Fabriken standen. Außerdem waren 15 Triebwerke veranlagt. Die Pumpwerke brachten insgesamt an Beiträgen für das Jahr 1908, welche nach der Wasserentnahme im Jahre 1907 berechnet werden, den Betrag von 577 600 Mk. auf, gegen 486500 Mk. im Jahre 1907, mithin ein Mehr von rund 91000 Mk. Welch gewaltige Wassermengen der Ruhr jährlich entnommen werden, erhellt am besten daraus, daß im Jahre 1907 rund 280000000 cbm gegen 250220000 cbm im Jahre 1906 gefördert wurden, die Zunahme also 30 Mill. cbm betragen hat. Im Jahre 1897 wurden erst 135000000 cbm gefördert, es hatte sich also in 10 Jahren die Wasserentnahme mehr als verdoppelt. Zu den größten Verbrauchern zählen die Städte Dortmund, Bochum, Essen, Mülheim an der Ruhr, Duisburg, Barmen, Witten und Hagen, sowie das Wasserwerk für das nördliche westfälische Kohlenrevier in Gelsenkirchen, das Verbandswasserwerk in Bochum, die Firmen Thyssen & Co. in Mülheim, Krupp Essen, Gutehoffnungshütte Oberhausen und Rheinische Stahlwerke Duisburg. Die in Betrieb befindlichen 9 Sperren im Sauerlande besitzen zusammen einen Stauinhalt von 32,40 Mill. cbm Wasser¹).

Die Entwicklung des Ruhrtalsperrenvereins geht stark aufwärts. Seine Einnahmen aus der Wasserförderung sind von 151250 Mk. im Jahre 1898 auf 260110 Mk. im Jahre 1903 und auf 582860 Mk. im Jahre 1908 gestiegen. Im Jahre 1904 ist eine Erhöhung der Vereinsbeiträge auf 4 Pfg. für je 10 cbm eingetreten, woraus sich das verhältnismäßig starke Anwachsen der Einnahmen in den letzten Jahren erklärt. Außerdem betragen die Einnahmen von den zum Ruhrtalsperrenverein gehörenden Triebwerken, die vom 1. Juli 1905 ab erhoben worden sind, 360 Mk. für 1 m Gefälle und Jahr, zusammen rund 8000—9000 Mk. jährlich. Nach einem kleinen Rückgänge in den Jahren 1909—11 stiegen die Einnahmen aus der Wasserförderung im Jahre 1912 auf mehr als 600000 Mk.

Übersicht der Zuschüsse. Aus der nachstehenden Zusammenstellung sind die den Talsperren im Ruhrgebiet vertragsmäßig zustehenden Beihilfen nach dem Stand des Jahres 1912 zu ersehen.

a)    Heilenbecker Talsperren-Genossenschaft

b)    Fuëlbecke-Talsperren-Genossenschaft. .

c)    Verse-Talsperren-Genossenschaft ....

d)    Stadt Haspe-Talsperren-Genossenschaft .

e)    Ennepe-Talsperren-Genossenschaft. . . .

f)    Volme-Talsperren-Genossenschaft:

1.    Glörbach-Talsperren-Genossenschaft . .

2.    Jubach-Talsperren-Genossenschaft. . .

g)    Talsperren-Genossenschaft der oberen Ruhr (Henne) »

h)    Östertalsperren-Genossenschaft.......... ⁸

i)    Listertalsperren-Genossenschaft......... »

Mk.

395 Beitrag.

4000

14000    »

20000 »

100000

21150 10575 110000 31000 130000

Zusammen Mk. 441120 Beitrag.

rungen

am

In den Zuschüssen des Vereins an die bestehenden Genossenschaften sind später einige Ände-eingetreten. Auf Antrag der drei Städte Dortmund, Unna und Hamm, die Mitglieder der Talsperrengenossenschaft an der oberen Ruhr sind, erhöhte der Vorstand 1908 seinen Zuschuß zu den Lasten der Hennetalsperre vom 1. Oktober 1907 ab von 96000 Mk. auf 110000 Mk. jährlich und entlastete dadurch die genannten drei Städte in gleichem Maße von ihren Beiträgen an die Genossenschaft. Durch Vorstandsbeschluß vom 4. März 1908 ist der Ennepetalsperrengenossenschaft für die Vergrößerung der Ennepetalsperre um 2,3 Mill. cbm eine Erhöhung des jährlichen Zuschusses um 20000 Mk. auf sechs Jahre bewilligt worden, insgesamt also 120000 Mk. Der Aut bau auf die Mauer ist im Jahre 1912 fertiggestellt (S. 581). Die Bewilligung erfolgte unter der Bedingung, daß die Überschüsse aus der Mehrleistung der Talsperre, die durch die Vergrößerung erzielt wird, dem Verein in gleicher Weise wie sie der bestehenden Talsperre zufließen, auch dann, wenn die Zahlung des Zuschusses von 20000 Mk. nach 6 Jahren beendet ist, und zwar bis zum Ende der Tilgungszeit. Der Zuschuß des Vereins an die Stadt Haspe sank vertragsmäßig fünf Jahre nach Vollendung der Talsperre, d. h.

26. Februar 1909, von 25000 Mk. auf 20000 Mk. jährlich.

Außer den laufenden Beiträgen ist den Genossenschaften vertragsmäßig die Hälfte der wählend der Bauzeit aufgewandten Bauzinsen zu erstatten. Diese einmalige Ausgabe hat die Kasse des Vereins in den Jahren 1904 bis 1908 mit 316000 Mk. belastet.

Wirtschaftliche Betriebsergebnisse. — Beispiele.

653

Tab. 104. Genossenschaftsbeiträge für 1 Pferdekraftstunde bei den Talsperren im

Wupper- und Ruhrgebiet¹).

Genossenschaft

Beitrag nach dem Voranschlag (Grundbeitrag)

Einheitssatz für 1 PS. = Stunde

Pf.

Nach dem Wasserwirtschaftsplan be-rechnete Nutzleistung

Aus dem Betriebe sich ergebende mittlere tatsächliche Nutzleistung

Erhobener Genossenschaftsbeitrag in Pfennigen für 1 Pferde- œ kraftstunde

Fuëlbecke

In der Fuëlbecke:

50 Mk. für 1 m Gefälle In der Eahmede:

75 Mk. für 1 m Gefälle

4,0

4,0

4,1

4,1

Heilenbecke

Gleichmäßig für jedes Gefälle 130 Mk.

3,9

3,9

Wuppertalsperren . .

80 Mk. für 1 PS. an 3000 Arbeitsstunden im Jahr.

2,67

966 PS.

657 PS.

3,93

Verse

Die oberen Werke: Die unteren Werke:

j»

-j o

426 100 PS.- 294 300 PS-Stunden Stunden

4,0

Hasperbach

83 Mk. für 1 m Gefälle.

3,9

3,9

Volme

Ennepe

Obere Ruber (Henne)

Öster

113 Mk. für 1 PS. an 3300 Stunden jährlich.

30 Mk. für 1 PS. an 3000 Stunden jährlich, außerdem ein Pauschalpreis nach Größe des Werkes.

25 Mk. für 1 m Gefälle und 1 Mill. Stauinhalt der Talsperre.

131 Mk. für 1 PS. während 3000 Stunden im Jahr.

3,43

1,38

1,9 “bei 3000 Arbeitsstunden, 0,8 bei 7200 Arbeitsstunden im Jabr

4,37

332 PS.

291 PS.

237

298 PS.

289 PS.

232

3,74

1,39

1,9 bzw. 0,8

4,45

f) Zusammen gestellt nach den Angaben von Wulff a. a. O. S. 115.

Finanzübersicht. Das Etatsjahr 1908 schloß, wie sich aus nachstehender Berechnung ergibt, im Voranschlag mit einem Bestände von rund 465000 Mk. ab.

Die wirtschaftlichen Ergebnisse der Wupper- und Ruhrtalsperrengenossen-schaften. Die Tabelle 104 gibt eine Übersicht über die Einheitssätze der Genossenschaftsbeiträge bei einer Anzahl Talsperren im Wupper- und Ruhrgebiet. Die Spalten 2 und 3 enthalten die Einheitssätze, die sich aus dem Wasserwirtschaftsplane, dem Entwurf und den veranschlagten Kosten des Unternehmens errechneten. Man kann diese Beiträge des Voranschlags etwa als Norm bezeichnen. Bei der Ausführung der Talsperren ergaben sich meist höhere Baukosten und andererseits blieben die wasserwirtschaftlichen Leistungen der Staubecken zum Teil hinter den errechneten zurück. Demnach wurden im späteren Betriebe die laufenden jährlichen Ausgaben größer, während die gewonnenen Nutzpferdekräfte kleiner als entwurfsmäßig ausfielen. Die jährlichen Ausgaben der Genossenschaften werden durch den Etat festgestellt. Dividiert man die darnach sich ergebende Gesamtsumme durch die Zahl der gewonnenen Pferdekräfte oder Pferdekraftstunden, so erhält man den Beitrag, der zur

Deckung der Unkosten tatsächlich von Nutzleistung nach dem Voranschlag, die Spalte 5 die mittlere tatsächliche Nutzleistung, während in Spalet 6 der mittlere wirklich erhobene Beitrag für 1 PS.-Stunde vermerkt ist. Es stellt sich hiernach der Preis der Nutzpferdekraft für die Genossenschafter (bei Ausnutzung in dem vorhandenen Triebwerk) im Mittel auf rund 120 Mk. bei 3000 Arbeitsstunden.

den Genossen erhoben werden muß. Die Spalte 4 gibt die

Bemerkenswert aus den Betriebsergebnissen dieser Talsperrengenossenschaften sind noch einige allgemeine Angaben. Die in den Betriebswerken der Flußläufe insgesamt nutzbar gemachten Gefälle schwanken zwischen 46 und 77 v. H. des Gesamtgefälles. Die durchschnittliche Ausbeute der durch die Staubecken gelieferten Nutzwassermengen beträgt zwischen 41 und 87 v. II., während der Wirkungsgrad der Wasserkraftmaschinen an den verschiedenen Flußläufen im Mittel zwischen 59 und 74 v. H. liegt im allgemeinen aber unter 66 v. H. bleibt.

Tab. 105. Finanz übersieht für den Euhrtalsperrenverein in den Jahren 1908, 1910 u. 1911.

1911

1908

1910

1.    Bestand Ende Dezember 1907.....

2.    Einnahmen für das Rechnungsjahr 1908:

a)    Beiträge von den Wasserwerken . .

b)    Beiträge von den Triebwerken . . .

c)    Zinsen..............

Mk. 212 263,52

» 577 608,41 2 298,— »    25 034,54

Summa der Einnahmen Mk. 823 204,47

957 212,68    642 170,21

3. Ausgaben für das Rechnungsjahr 1908:

a)    Verwaltungskosten usw.......

b)    Zuschüsse für Talsperrengenossenschaften (s. S. 652) . .    » 302120,00

c)    Halbe Bauzinsen für Talsperrengenossenschaften:

g)    Ausgaben bis Ende des Jahres 1908 und zur Abrundung »

Summa der Ausgaben : Mk. 358 204,47 465 000,—

Das Vereinsvermögen des Ruhrtalsperrenvereines war 1908: » 650000,—

Mithin Bestand Ende Dezember:

Mk. 29 026,43

5 537,17 1 910,60 679,89 450,— 4 480,38

387 876,70 370286,46 569 335,98 271883,75

9. Volmetalsperrengenossenschaft Die Genossenschaft betreibt, wie in Ergänzung zu Tab. 104 bemerkt sei, 2 Talsperren:

1.    Die Jubachtalsperre

2.    Glörbachtalsperre. .

Nied. Geb. Inhalt

Mill. cbm

1,05

Kosten

qkm

Mk.

6,9

7,2

2,1

673 000 901 000

Zusammen 1 574 000.

An der Genossenschaft sind 50 Triebwerke beteiligt, die zusammen aus den Talsperren durch vermehrte Wasserführung rund 300 Nutzpferdestärken gewinnen. Beide Talsperren sind nachträglich um 50 cm erhöht worden, wodurch an der Glörbachtalsperre eine Stauinhaltsvermehrung von 100 000 cbm oder 5 v. H. des Gesamtstauraumes erzielt wird. An der Jubachtalsperre sind durch einen Stau von 50 cm 50 000 cbm oder ebenfalls 5 v. H. gewonnen. Die Genossenschaft plant den Bau einer dritten Talsperre von 12 Mill. cbm Inhalt im Kierspetale. 1 Nutzpferdestärke kostete 1907 115 Mk.

10. Die Ruhrtalsperrengesellschaft, G. m. b. H., Kraftwerk Heimbach i. d. Eifel (s. S. 27), hat vier Abnehmer:

1.    die Stadt Aachen,

2.    den Landkreis Aachen,

3.    den Landkreis Düren,

4.    den Landkreis Schleiden,

welche, ebenso wie die nichtbezugsberechtigten Kreise, Gesellschafter sind. Die drei erstgenannten Abnehmer erhalten den Strom zu 4,1, der vierte zu 3,7 Pfg. für die Kilowattstunde und weiterhin

Wirtschaftliche Betriebsergebnisse. — Beispiele.

655

noch eine Ermäßigung bis zu 10 v. H., wenn die Dividende der Gesellschaft 5 v. H. übersteigt. Dafür ist ihnen aber die Verpflichtung auferlegt, die jeweils gewährleistete Jahresmenge, die zwischen 2.4 und 8,5 Mill. Kw.-Stunden liegt, unter allen Umständen zu bezahlen, also auch dann, wenn sie nicht verbraucht werden kann.

Die Kreise sind im Weitervertrieb der elektrischen Energie ganz selbständig, haben sich aber im großen und ganzen an einen von der Verwaltung der Gesellschaft ausgearbeiteten Tarif gehalten, nach welchem der Strom für Beleuchtungszwecke mit Berücksichtigung der Rabatte sich auf 25 bis 40 Pfg. für die Kw.-Stunde stellt.

Der Strom zu Kraftzwecken wird:

a)    bei Niederspannung zu 8 bis 35 Pfg.

b)    bei Hochspannung (5000 Volt) zu 4i/₂ bis 25 Pfg. verkauft; in beiden Fällen hat die jährliche Gesamtleistung und die Art der Entnahme den größten Einfluß auf den Preis. Es ist eine Prämie auf möglichst gleichmäßigen Verbrauch gesetzt, ein Umstand, der für den Betrieb des Kraftwerkes sehr ins Gewicht fällt. So z. B. zahlt ein Verbraucher, der 10 PS. während 24 Stunden braucht, erheblich weniger, als ein andere, der 24 PS. während 10 Stunden betreibt. Die Kosten des Unternehmens (s. S. 27) (Grunderwerb, Talsperre, Stollen und Kraftwerk) haben 9,4 Mill. Mk. und einschl. der Bauzinsen 10,3 Mill. Mk. betragen. Davon haben die Stadt Aachen, die Kreise Aachen, Düren und Schleiden je 1 Mill. Mk., der Kreis Jülich 360 000 Mk. und die Kreise Montjoie und Heinsberg je 320 000 Mk. aufgebracht. Weitere Zuschüsse wurden durch Nachzahlungen von 80 v. II. der Stammeinlage und eine Anleihe von 1,3 Mill. Mk. gewonnen. Die Hauptleitungen (35 000 Volt) und die 5000-Voltleitungen sind von der Gesellschaft angelegt, die weiteren Verbreitungsleitungen haben die betreffenden Gesellschaften hergestellt.

Im ersten Geschäftsjahr 1906/7 gewährte die Gesellschaft eine Dividende von 2>/₄ v. H., so daß die Zinsen, welche die Kreise für die Anleihen zahlen mußten, sowie der Tilgungssatz nicht gedeckt wurden. Im zweiten Betriebsjahr 1907/8 konnte eine Dividende von 3³/₄ v. H. verteilt werden. Das Unternehmen ist nach dem Gesellschaftsvertrage als ein gemeinnütziges anzusehen, das an sich keine hohen Dividenden abwerfen soll, wenn zwar die obigen Erträge eine ausreichende Verzinsung und Tilgung des Kapitals noch nicht gewähren. Mit der fortschreitenden Tilgung wird sich jedoch die Dividende voraussichtlich erhöhen. Der eigentliche Unternehmergewinn fließt im übrigen den Gesellschaftern (Kreisen) zu, denen der elektrische Strom aus dem Elektrizitätswerk der Talsperre, wie aus den obigen Angaben ersichtlich ist, etwa zum Selbstkostenpreise geliefert wird, während die Verkaufspreise wesentlich höhere sind. Die gesamte Leistung des Werkes in Höhe von rund 22 Mill. Kw.-Stunden findet vollen Absatz. Der Zweck des Unternehmens, die Wasservorräte des abgesperrten Niederschlagsgebietes für die heimische Landwirtschaft, die Industrie und das Kleingewerbe nutzbar zu machen ist somit erfüllt. Der gesamte Vorteil fließt der Allgemeinheit der Kreiseingesessenen zu.

Uber die Talsperre für Schiffahrtszwecke — für Kanalspeisung und Aufhöhung des Niederwassers in den schiffbaren Strömen — liegen wirtschaftliche Betriebsergebnisse nicht vor. Deutschland besaß bisher diese Anlagen nur in geringem Umfange (siehe S. 19 u. 569). Im übrigen werden die wirtschaftlichen Erträge derartiger Unternehmungen auch niemals klar und rein zahlenmäßig in die Erscheinung treten, weil ihr Einfluß, wie an anderer Stelle ausgeführt, ein sekundärer ist, und aus der Gesamt-wirkung von Unternehmungen für die Schiffahrt schwer herausgehoben werden kann. Man kann hier nicht von einer privatwirtschaftlichen, sondern nur von einer staatswirtschaftlichen Rentabilität sprechen. Dieser Gegenstand ist in § 78 u. 85 erörtert worden; worauf an dieser Stelle verwiesen werden möge.

Hochwasserschutzsperren. Der wirtschaftliche Nutzen dieser Anlagen stellt sich dar in der Verhütung von Schäden. Eine unmittelbare Erkenntnis ihres Einflusses ist daher nur möglich im Vergleich des Zustandes vor Errichtung der Becken und nachher. Über die Schäden in deutschen Gebirgstälern vor Anlage der Hochwasserschutzbecken sind auf S. 643 Mitteilungen gemacht worden. Die bisherigen Betriebsergebnisse hei einigen bedeutenden Hochfluten der letzten Jahre (s. S. 570 u. f.) haben erwiesen, daß die Anlagen ihre Zwecke erfüllen. Man kann also die in den Ertragsberechnungen zu

Grunde gelegten Zahlenwerte als zutreffend ansehen und erhält damit ein den tatsächlichen Verhältnissen entsprechendes Bild von der wirtschaftlichen Bedeutung und Ertragfähigkeit dieser Anlagen. Das Hochwasserschutzbecken von Marklissa in Schlesien ist die erste deutsche — und überhaupt die erste Anlage dieser Art in der Welt —, bei welcher zugleich die in dem aufgestauten Wasser vorhandene Energie verwertet wird (s. S. 149). Es wird darum interessieren, die wirtschaftlichen Ergebnisse des Betriebes kennen zu lernen. Die Talsperre wurde für den Hochwasserschutz im Jahre 1905 in Betrieb genommen. Das Kraftwerk wurde zu Anfang des Jahres 1908 eröffnet.

Tab. 106. Bilanz des Elektrizitätswerkes der Hochwasserschutztalsperre von Marklissa für das Betriebsjahr 1910/11²).

Ausgaben.

Einnahmen.

Mk.

rH ©i

CÖ^it5CDI>Qdo5d

Gehälter und Löhne.......

Allgemeine Unkosten und Versicherungen ............

Leitungsmaterialien.......

Betriebsmaterialien......

Grundentschädigungen......

Unterhaltung und Reparaturen. .

Lager und Werkstatt......

Diverses ...........

Stromlieferung Waldenburg . . . Zinsen der Anleihe von 3 260000 Mk. (Kosten des Elektrizitätswerkes) an die Landeshauptkasse . . . Überschuß...........

50689

21560

32377

1537

1186

9526

934

902

130385

249524

Pfg.

26

45

36

41

48

15

Stromeinnahmen........

Mietseinnahmen bei Grundstücken Zinsen der Landeshauptkasse für eingezahlte Gelder pro 1910 . . Einnahmen Betrieb, Lager und

Werkstätten.........

Diverse Einnahmen.......

42

59

53

02

71

I 498626 | 38

Es gehen ab von dem Überschuß von.....

die Rücklagen

1. für Tilgung der Anleihe = 2% von Mk. 3 260 000 =

Mk. 65 200,00

2. Für Erneuerung und Abschreibung = 3% von Mk. 3 260000 = Mk. 97 800,00

Mk.

480483

560

302

17075

203

498626

03

GO

Mk. 249 524,71

Mk. 163 000,00

Mk. 86 524,71

Verbleiben für Abschreibung und Verzinsung der Talsperre selbst:. . . .

Die Kosten der Talsperrenanlage Marklissa betragen, wie auf S. 626 im einzelnen angegeben ist, rund 3 200 000 Mk., die Kosten des Elektrizitätsausbaues, soweit die Kraftausnutzung dieser Talsperre in Betracht kommt, rund 3 260000 Mk. Für den weiteren Ausbau der Überlandzentrale, der durch die Inbetriebnahme des Kraftwerkes von Mauer bedingt wird, sind 6 200 000 Mk. bewilligt. Die Tabelle 106 gibt eine Übersicht über die Ergebnisse des Betriebsjahres 1910/11. Dieser Zeitpunkt ist dadurch gekennzeichnet, daß noch kein voller Betrieb der Überlandzentrale der Talsperren von Marklissa und Mauer vorhanden war. Das ganze Unternehmen ist in der Entwicklung begriffen; die gesamte Jahreseinnahme aus dem im Kraftwerk Marklissa erzeugten Strom einschl. einiger Nebeneinkünfte hat hiernach 498 626,38 Mk. betragen. Es ergibt sich ein Überschuß von 249 524,71 Mk. über die Betriebsausgaben (Gehälter, Löhne, Unterhaltung, Verzinsung des Anlagekapitals für das Elektrizitätswerk usw.). Die Anleihe für den Ausbau des Elektrizitätswerkes ist mit 2 v. H. (im ganzen mit 65 200 Mk.) getilgt und außerdem für Erneuerung und Abschreibung ein Betrag von 97 800 Mk. d. h. 3 v. H. zurückgelegt. Diese Anteile müssen als recht reichlich bezeichnet werden. Denn es wird dadurch eine doppelte Belastung des noch jungen Betriebes herbeigeführt. Nach Tilgung der Anlagekosten wird dadurch ein Kapital für den Neubau geschaffen, obwohl doch die jährliche Unterhaltung für den Bestand der Anlage sorgt. Diese Reserveaufspeicherung erscheint nur bis zu einer solchen Höhe berechtigt, um das Unternehmen bei unerwarteten Ausfällen vor wirtschaftlichen Er-sohütterungen zu bewahren. Nach Abzug dieser Rücklagen verbleibt noch eine Summe von 86 524,71 Mk. für Verzinsung und Tilgung der Talsperrenanlage selbst d. h. 2,7 v. H. der Kosten. Zur vollen Deckung (etwa 4*/₄ v. H.) müßten also noch rund D/2 (v. H. durch den wirtschaftlichen Wert des Hochwasserschutzes aufgebracht werden, was nach den Mitteilungen auf S. 574 mit Sicherheit erwartet werden kann. Zudem dürfte der volle Betrieb des Elektrizitätswerkes noch eine gesteigerte Rentabilität heraus wirtschaften lassen, so daß das Kapital des Unternehmens allein aus dem Kraftbetrieb verzinst wird und der Hochwasserschutz ohne eigentliche Geldaufwendung dieser zunächst und in erster Linie für Schutzzwecke errichteten Talsperre gewonnen wird. Dabei ist zu beachten, daß im Jahre 1910/11 der Stauraum nur mit etwa der Hälfte für den Betrieb des Kraftwerkes ausgenutzt wurde, während der übrige Raum dem Hochwasserschutz diente. Die wirtschaftlichen Ergebnisse können daher als günstige bezeichnet werden.

Im Zusammenhänge mit dem Hochwasserschutz kann die Frage aufgeworfen werden, ob sich etwa die Flüße am Einlauf der Becken bei Aufgang des Eises verstopfen und oberhalb Überschwemmungen verursachen könnten. Gefahren dieser Art sind bisher jedoch nicht zutage getreten. Es wäre das wohl nur bei ganz großen Stauanlagen denkbar.

Literatur.

Allgemeine wirtschaftliche Betrachtungen.

Intze, Die bessere Ausnutzung der Gewässer und Wasserkräfte 1889. — Die Wasserverhältnisse Ostpreußens 1893. — Über die Wasserverhältnisse im Gebirge. Zeitschrift für Architektur und Ingenieurwesen 1899. — Über den Bau, die wasserwirtschaftliche Bedeutung und Wirkung der Talsperren. Yortrag im Hause der preuß. Abgeordneten am 2. Mai 1900. — Die geschichtliche Entwicklung, die Zwecke und der Bau der Talsperren 1906.

Borchardt, Die Remscheider Stauweiheranlage 1897.

F. Ziegler, Wesen und Wert kleinindustrieller Arbeit 1901.

Schär, Die Verstaatlichung der schweizerischen Wasserkräfte 1904.

Mattem, Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft. Berlin 1902.

— Die Ausnutzung der Wasserkräfte. Leipzig, II. Aufl. 1908. (Abschnitt IV, Die wirtschaftlichen Grundlagen.)

Harz, Die Ennepe Talsperre, 1905. — Humann u. Abshoff, Die Talsperren und ihre Einwirkung auf die allgemeine Wasserwirtschaft in Deutschland, 1905.

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V. Wasserreehtliche Gesetzgebung, Verordnungen, Satzungen.

§ 91. Allgemeines. In fast allen Kulturländern hat die neuere Zeit infolge der Umgestaltung der Wasserwirtschaft zu einer Umbildung des Wasserrechts geführt. Vornehmlich das Eindringen der produktiven Arbeit des Wassers, die Wasseraufspeiclie-rungen in großen Sammelbecken, die Erforschung der Erscheinungen des Grundwasserstromes u. a. m. haben im Zusammenhänge mit einer verbesserten Ausnutzung der Wasserkräfte neue Anschauungen gebracht, die aber in gesetzliche Formen zu kleiden nicht leicht ist. Es liegt dies an der Vielseitigkeit der Verwendung des Wassers für Zwecke der menschlichen Wirtschaft, und es darf nicht wundern, wenn daraus oft eine starke Gegensätzlichkeit der Interessen entsteht. Es sei nur daran erinnert, wie sehr s. Zt. der Entwurf des neuen Wassergesetzes für Preußen die öffentliche Meinung und die interessierten Verbände, Handelskammern, Vereine u. a. m. beschäftigt hat. Es wird immer schwer sein, mit Rechtsauffassungen allein diese Aufgabe zu lösen und allen widerstrebenden Ansprüchen gerecht zu werden, wenn nicht auch die wirtschaftliche Durchdringung des Stoffes vorhanden ist, wie sie der in Praxis stehende Ingenieur besitzt, der die bewegenden Kräfte des einschlägigen Wirtschaftslebens kennt und mit ihnen arbeitet. So scheint es, daß der Ingenieur hervorragend berufen ist, an der Gestaltung und Vollziehung dieser Gesetzgebung mitzuarbeiten. Denn besser wird derjenige die Begriffe in das richtige Wort zu bringen vermögen, der aus eigener Überzeugung heraus spricht, als derjenige, der sich auf Sachverständige stützt und danach seine Ansicht bildet. Wer z. B. nicht die Eigenart des Grundwasserstromes, seiner Einflüsse auf Landwirtschaft und Wasserspeisung der Flüsse durchschaut, kann von seiner bedeutenden Einwirkung auf wirtschaftliche Werte oft nicht das richtige Verständnis besitzen. Der Grundwasserstrom und seine Beziehung zur fließenden Welle hat in der bisherigen Gesetzgebung im allgemeinen keine Bewertung gefunden. Seine Berücksichtigung ist jedoch erfolgt im neuen preußischen Wassergesetz.

Es kann nicht Aufgabe dieser Schrift sein, auf das Wasserrecht und die geltende Gesetzgebung dieses Gebietes näher einzugehen. Es muß vielmehr auf die einschlägige Literatur und Gesetzessammlungen hingewiesen werden. Für Preußen befindet sich eine einheitliche Bearbeitung des Wasserrechts und Zusammenstellung der bisher geltenden Gesetze bei Nieberding-Frank »Gesetze betr. Wasserrecht und Wasserpolizei im Preußischen Staate«.

In einigen deutschen Bundesstaaten ist die neuere Wasserrechtsgesetzgebung bereits zum Abschluß gelangt. Für Württemberg gilt das Gesetz vom 1. Dezember 1900, für Bayern das Gesetz vom 23. März 1907, in Sachsen das Gesetz vom 12. März 1909 *) und für Hessen ist das sog. Bachgesetz erlassen. In Baden, wo gegenwärtig das Gesetz vom 26. Juni 1899 Geltung hat, ist der Entwurf zu einer Abänderung von den gesetzgebenden Körperschaften genehmigt. In der Schweiz, in Frankreich u. a. m. ist die Entwicklung zu neuen Gesetzen im Gange und für Preußen ist das neue Wassergesetz nach jahrzehntelangen Vorarbeiten und Beratungen vom Landtag im Jahre 1913 angenommen.

i) Yergl. Meyer, Das Wassergesetz für das Königreich Sachsen. Leipzig 1910.

Die bedeutendste rechtliche Frage bei den Vorverhandlungen für einen Talsperrenbau pflegt neben den mit dem Grunderwerb und der Enteignung von Grund und Boden verbundenen Rechtsangelegenheiten die der Wasserentziehung zu sein. Ein großer Kreis von Anliegern wird durch die Aufspeicherung des Wassers in seinen Interessen berührt. Bei den oft langwierigen Erörterungen der Planfeststellung werden diese auf gesetzlicher Grundlage beruhenden Ansprüche erledigt und gerade hierbei hatte sich vielfach hemmend gezeigt, daß die Beziehungen des Grundwassers zur fließenden Welle bisher gesetzlich nicht genügend klar gestellt waren. Vor allem ist es für die Durchführung eines derartigen Unternehmens von überaus praktischer Bedeutung, sich das Enteignungsrecht nicht nur für die Erwerbung des zum Talsperrenbau und für das Staubecken nötigen Geländes zu sichern; man muß das Enteignungsrecht, da der freihändige Erwerb oft auf Schwierigkeiten stößt, auch für die Nebenanlagen, wie Kraftgebäude, Rohrleitungen, Wirtschaftsgebäude, elektrische Leitungen u. a. m. besitzen¹). Wichtig sind auch die Maßnahmen zur Reinhaltung des Niederschlagsgebietes und der Zuflüsse bei solchen Talsperren, die der Trinkwasserversorgung dienen (s. S. 425). Die geltende Gesetzgebung bot hier nur eine unzureichende Handhabe zu entsprechendem Vorgehen. Die Frage des zulässigen Höchststaues, die bei den Wehreinbauten in Flüssen eine außerordentliche Rolle zu spielen pflegt, hat bei dem Neubau einer Talsperre weniger Bedeutung. Denn das ganze Gelände, soweit der Rückstau des Sammelbeckens reicht, muß ohnehin erworben werden, so daß die Wasserstauung innerhalb des erworbenen Geländes verbleibt. Wiederholt sind aber Ansprüche wegen Schädigung des Fischbestandes der Oberlieger geltend gemacht worden. Die Fische des oberen Baches treten, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden, in das Becken ein, wo sie dann dauernd verbleiben. Darauf sind Entschädigungsansprüche gegründet worden.

Die Talsperrenunternehmungen unterliegen im übrigen in rechtlicher Beziehung der allgemeinen Wasserrechtsgesetzgebung und, falls sie der Ausnutzung von Wasserkräften und Bewässerungen u. a. m. dienen, den hierfür geltenden besonderen Bestimmungen. Eine eigene Gesetzgebung für das Talsperrenwesen war bisher insofern geschaffen worden, als es sich darum handelte, gesetzliche Grundlagen zu finden für wirtschaftliche Formen, unter denen die diesen letzteren Zwecken dienenden Talsperren ins Leben gerufen werden sollten, vor allem soweit dabei der Weg der Genossenschaftsbildung in Frage kommt. Hinsichtlich der Talsperrenanlagen für die Aufhöhung des Niedrigwassers in Strömen für die Schiffahrt- und die Kanalspeisung werden genossenschaftliche Unternehmungen im engeren Sinne in Deutschland nicht in Betracht kommen, da dies Aufgaben des Staates sind. Ebenso gilt nach mancher Anschauung der Hochwasserschutz als Sache des Staates. Immerhin ist im neuen preußischen Wassergesetz die Möglichkeit vorgesehen, Genossenschaften für diesen Zweck zu bilden. Die Talsperren für Trinkwasserversorgung sind meist Einzelunternehmen von Gemeinden, wiewohl der Gedanke der gemeinschaftlichen Wasserversorgung einer Reihe kleiner Gemeinden aus einer Wassergewinnungsanlage in neuer Zeit mehrfach u. a. in Hessen, zur Verwirklichung gekommen ist; also kann die genossenschaftliche Form des Talsperrenbaues auch hier unter Umständen Bedeutung gewinnen.

Es mag nicht uninteressant erscheinen, hier einige Angaben über die Entwicklung des besonderen Zweiges der Gesetzgebung, die man als eine Talsperrengesetz-vom

gebung bezeichnen könnte, zn geben. Es ist dabei naturgemäß, daß die Gesetzgebung der durch die fortschreitende Technik herbeigeführten Entwicklung nachfolgt.

zur

Wohl hat sich die ältere preußische Gesetzgebung mit dem Stau für landwirtschaftliche und gewerbliche Ausnutzung und mit der Regelung der landwirtschaftlichen Ent- und Bewässerung beschäftigt; auch der Hochwasserschutz fand in dem Deichgesetz vom Jahre 1848 eine umfassende Sicherstellung. Aber diese Gesetze betrafen die gewöhnlichen Stauungen in Bächen und Flüssen, das Deichgesetz den Wasserschutz der Niederungen durch Eindeichungen. Erst in dem Gesetz vom 1. April 1879, betreffend die Bildung von Wassergenossenschaften (Gesetzsamml. S. 297) fanden unter den baulichen Anlagen auch Sammelbecken Erwähnung. Dieses Gesetz gestattete die Benutzung von Wasserläufen zur Herstellung von Sammelbecken und die Bildung von Zwangsgenossenschaften zu diesem Zweck, jedoch nur für den Fall, daß es sich um die Bewässerung von Grundstücken zur Erhöhung der Landeskultur handelt (§§ 45 und 65). Für andere Zwecke war ein Zwang zur Vereinigung ausgeschlossen. Den ersten Bestrebungen zur Errichtung von Talsperren in Westfalen für industrielle Zwecke erwuchsen aus dieser Sachlage große Schwierigkeiten, indem einzelne der anliegenden Triebwerkbesitzer widerwillig waren und sich der Bildung einer freien Genossenschaft, ohne welche die Durchführung des Unternehmens nicht möglich war, entgegenstellten. Es gab keine gesetzlichen Mittel, ihren Beitritt zu erzwingen, obwohl der gemeinnützige Zweck der Anlagen von der Mehrheit anerkannt wurde; an diesem Widerstande scheiterten zunächst die Ausführungen. Erst das Gesetz vom 19. Mai 1891 (Gesetzsamml. S. 97) als Abänderung des vorgenannten Gesetzes vom 1. April 1879, schaffte hierin Wandel, indem es die zwangsweise Bildung von Genossenschaften Errichtung von Sammelbecken für das Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse ermöglichte und ihnen das Enteignungsrecht verlieh; das Gesetz ist wegen seines geschichtlichen Interesses im Anhang zum Abdruck gebracht. Es wurde dann durch das Gesetz vom 30. Dezember 1891 vollinhaltlich auf das Gebiet der Lenne, vom 18. April 1900 auf das Gebiet der Ruhr ausgedehnt. Die Satzungen der Wuppertalsperrengenossenschaft, die auf Grund des Gesetzes vom 1. April 1879 und vom 19. Mai 1891 begründet ist, sind ebenfalls abgedruckt. Als ein anderes Beispiel sind die Satzungen des durch freiwilligen Zusammenschluß entstandenen Ruhrtalsperrenvereins (s. S. 675) mitgeteilt i). Ein Gesetz über diesen Verband wurde im Jahre 1913 vom Landtag angenommen.

In weiterer Folge hat denn auch der Hochwasserschutzzweck der Sammelbecken in der Gesetzgebung Berücksichtigung gefunden. Es ist dies geschehen durch das Gesetz vom 3. Juli 1900, betreffend Maßnahmen zur Verhütung von Hochwassergefahren in der Provinz Schlesien mit dem Geltungsbereiche für die größeren linkseitigen Zuflüsse der oberen und mittleren Oder (G. S. S. 171).

Diese Entwicklung hat neuerdings ihren Abschluß gefunden durch die Regelung des preußischen Wasserrechts im neuen Wassergesetz. Neben einer Reihe von einschlägigen Bestimmungen des allgemeinen Landrechts, sind damit die älteren Gesetze Uber den Mühlenstau, über die Benutzung der Privatflüsse, über das Deichwesen u. a. m. aufgehoben. Auch die vorerwähnten Gesetze über die Bildung der Wassergenossenschaften und die sog. Talsperrengesetze für die Wupper, Lenne|und Ruhr sind außer Kraft gesetzt. Das schlesische Hochwassergesetz bleibt unberührt, soweit nicht über die Talsperren abweichendes bestimmt ist. Die bei derA Durchführung aller dieser

Gesetze gewonnenen Erfahrungen sind verwertet worden. Es wird an dieser Stelle interessieren einige der grundlegenden Bestimmungen des neuen Wassergesetzes, im besonderen soweit sie die Talsperren betreffen, kennen zu lernen. Es ist daher in den nachstehenden Ausführungen ein kurzer Überblick gegeben und im Anhang (§ 92) ist ein Auszug aus dem Gesetz mitgeteilt.

Nach dem neuen Gesetz steht des Eigentum an den Wasserläufen erster Ordnung — es sind dies im allgemeinen die schiffbaren Wasserläufe und künstlichen Schiffahrtskanäle — dem Staate, an den Wasserläufen zweiter Ordnung (sonstige Gerinne von größerer Bedeutung für die Wasserwirtschaft) und dritter Ordnung (alle übrigen Wasserläufe) den Eigentümern der Ufergrundstücke zu (§ 2). Die Unterhaltung der ersteren liegt dem Staate ob, an den Wasserläufen zweiter Ordnung geschieht dies durch Genossenschaften, die für diesen Zweck gebildet werden. Die Wasserläufe dritter Ordnung, sowie die künstlichen Wasserstraßen hat der Eigentümer bzw. Anlieger zu unterhalten. Der Ausbau der Ströme ist im wesentlichen entsprechend den Bestimmungen des Strombaugesetzes vom 20. Aug. 1883, das ebenfalls aufgehoben ist, geregelt. Für die Eintragung von bestehenden oder neuzubegründenden Rechten an Wasserläufen sind Wasserbücher einzurichten, für deren Anlegung und Führung der Bezirksausschuß zuständig ist. Das Gesetz ordnet ferner die Verfügung Uber die Quellen, Teiche und Seen, sowie die unterirdischen Gewässer (Grundwasser). Der Eigentümer eines Grundstückes darf das unterirdische Wasser nur in dem Umfange zu tage fördern, als er es für die eigene Haushaltung und Wirtschaft braucht. Es ist ihm nicht gestattet, Stoffe in den Boden einzuleiten, durch die das Grundwasser, der Wasserlauf oder ein See zum Nachteil anderer verunreinigt wird. Allerdings ist diese Bestimmung auf die Düngung von Grundstücken nicht anzuwenden. Wer unterirdisches Wasser fortleiten will, bedarf der polizeilichen Genehmigung. Die etwa Geschädigten können Einrichtungen, durch die der Schaden verhütet wird, oder Schadenersatz insoweit beanspruchen als es die Billigkeit begründet. Einspruch gegen solche Anlagen ist nur unter gewissen Bedingungen zulässig. Wasserwerke werden also in Zukunft für den Schaden, der durch die Entnahme von Grundwasser eintritt, Ersatz zu leisten haben. Dies wird auf Grundwasserversorgungen gegenüber Sammelbeckenanlagen finanziell nicht ohne Einfluß bleiben, und die Kosten der ersteren Unternehmungen unter Umständen nicht unerheblich erhöhen.

Eine wesentliche Neueinrichtung ist die »Verleihung«, wodurch auch von solchen Personen, die kein Eigentumsrecht an den Gewässern haben, Rechte dauernd oder auf Zeit erworben werden können (§ 65, 72 u. 73). Die Verleihungsbehörde ist der Bezirksausschuß. Ein Entgeld für die Benutzung des Wasserlaufs darf dem Unternehmer nicht auferlegt werden. Widerspricht die Ausübung dieses Rechtes dem Zweck einer aus Gründen des öffentlichen Wohles errichteten Talsperre, so darf die Verleihung nur mit Zustimmung des Ministers für Landwirtschaft erteilt werden. Vorhandene Rechte können durch Sicherstellung gewahrt, entgegenstehende Benutzungsrechte verschiedener Interessenten durch Ausgleich geregelt werden.

Für Stauanlagen und für Talsperren sind besondere Bestimmungen getroffen. Die letzteren gelten für Stauanlagen, bei denen die Höhe des Stauwerkes von des Sohle des Wasserlaufes bis zur Krone mehr als 5 m beträgt und das Sammelbecken, bis zur Krone des Stauwerks gefüllt, mehr als 100000 cbm umfaßt. Näheres s. im Anhang §§ 91—105 und 106—112 des Gesetzes.

der

Die Vorschriften über die Wassergenossenschaften (§ 248—250) sind aufgebaut auf der Grundlage der Bestimmungen des Gesetzes vom 1. April 1879. Der Kreis

Zwecke ist jedoch erweitert worden; neuzugelassen sind u. a. Genossenschaften für Wasserversorgungsanlagen und Hochwasserschadenverhütung (Zurückhaltung von Wasser in den Niederschlagsgebieten). Genossenschaften können allgemein zur Anlegung, Unterhaltung und Ausnutzung von Stauanlagen, auch mit Beitrittszwang gebildet werden. Eine neue Art ist die Zwangsgenossenschaft, die selbst gegen den Widerspruch aller zustande kommen kann. Das Gesetz hat ferner unter bestimmten Voraussetzungen Zwangsrechte zugunsten industrieller und kommunaler Unternehmungen eingeführt. Ein Stauberechtigter kann z. B. zur besseren Ausnutzung einer Triebwerkanlage Veränderungen des Wasserlaufs (Vertiefungen, Verbreiterungen, Durchstiche, Verlegungen) gegen Entschädigung verlangen. Eigentümer müssen die Durchleitung von Wasser — oberirdisch oder unterirdisch — durch ihr Grundstück gegen Entschädigung dulden. Will der Eigentümer eines Grundstückes eine Stauanlage errichten, so kann er von den Eigentümern der gegenüberliegenden Ufergrundstücke verlangen, daß sie den Anschluß an diese gegen Entschädigung gestatten.

Die Wasserpolizeibehörde bei Talsperren ist der Regierungspräsident, der die Aufsicht Uber die Talsperre führt (§ 342 u. 353). Als Beistand für die laufende Unterhaltung und Reinhaltung werden für Wasserläufe zweiter und dritter Ordnung Schauämter, bei Wasserläufen erster Ordnung zur Mitwirkung bei wichtigen wasserwirtschaftlichen Unternehmungen Wasserbeiräte nach Provinzen gebildet. Zur Entscheidung als Zentralbehörde für die ganze Monarchie über rechtliche Fragen bei dem Verleihungsverfahren und Uber sonstige rechtliche Fragen ist ein Landeswasseramt eingetetzt (§ 370). Für Wasserläufe erster Ordnung entscheidet mit geringen Ausnahmen die Ministerial-instanz¹).

Man kann nicht verkennen, daß mancherlei Anschauungen aus dem heutigen Wirtschaftsleben in diesem preußischen Wassergesetz Geltung erhalten haben und darf erhoffen, daß sich hieraus eine lebhafte Förderung unserer Wasserwirtschaft ergeben wird. Die Fassung des Gesetzes ist im ganzen allseitig anerkannt worden.

Aber es kann hier auch ein anderer Zweig der neueren deutschen Wassergesetzgebung nicht unerwähnt gelassen werden.

Durch das Schiffahrtsabgabengesetz vom 24.Dezember 1911 ist der Zusammenschluß der Staaten der deutschen Stromgebiete zu Zweckverbänden zur Lösung gemeinsamer Aufgaben der Wasserwirtschaft herbeigeführt worden. Durch dieses Gesetz ist ferner die Erhebung von Abgaben für die Befahrung eines Stromes festgelegt. Die Abgaben dürfen jedoch die zur Herstellung und Unterhaltung erforderlichen Kosten nicht überschreiten. Als Kosten der Herstellung gelten dabei die Zinsen und Tilgungsbeträge für die aufgewendeten Kapitalien. Zur Durchführung der erforderlichen Maßnahmen sind für den Rhein, die Weser und Elbe, die verschiedenen Staatsgebieten angehören, Strombauverbände aus den Uferstaaten gebildet worden. Die Mittel, die aus der Abgabenerhebung zu den gemeinsamen Stromkassen zufließen, sind zur Verbesserung der Stromläufe für die Schiffahrt zu verwenden. Die Selbständigkeit der Staaten auf dem Gebiet des Strombaues bleibt dadurch unberührt. Eine Reihe von Maßnahmen zur Verbesserung der Schiffahrtsverhältnisse ist im Gesetz vorgesehen, u. a. die Herstellung einer Schiffahrtsstraße im Rhein zwischen Konstanz und Straßburg, sowie die Vermehrung der Fahrtiefen in der Elbe und Weser²). Zweifellos wird sich auf diesen

Weiteres s. u. a. : Das neue preußische Wassergesetz. Textausgabe mit einer Einführung und Sachregister. Berlin, Carl Heymanns Verlag 1918.

2) Weiteres s. u. a. Peters, Das Reichsgesetz betreffend den Ausbau der deutschen Wasserstraßen. 1912.

zwischenstaatlichen Grundlagen auch die Anlage von Talsperren für Schiffahrtszwecke leichter verwirklichen lassen. Es ist auf S. 22 die Aufhöhung des Niedrigwassers der Ströme aus Aufspeicherungen großen Stiles als die Aufgabe der Zukunft im Wasserbau bezeichnet werden. Die finanzielle Selbständigkeit der Stromgebiete und die aus den Befahrungsabgaben zu erwartenden bedeutenden Geldmittel werden sicherlich der Durchführung solcher Unternehmungen den Weg ebnen. Dieses Gesetz, dessen Grundgedanken der Verfasser in seiner Schrift »Der Talsperrenbau und die deutsche Wasserwirtschaft« (Berlin 1902 S. 81 u. f.) bereits vor einem Jahrzehnt vertreten hat, wird im weiteren Ausbau dieser Bestrebungen sicherlich zu dem Endziele führen, eine einheitliche Bewirtschaftung der ganzen Stromgebiete — ohne Rücksicht auf die politischen Grenzen — auch über die Grenzen der Schiffahrt hinaus bis in die Quellgebiete einzurichten. Dann erst werden alle Vorbedingungen für die Durchführung einer geordneten Wasserwirtschaft erfüllt sein, um die produktiven Kräfte des Wassers zur vollen Entfaltung zu bringen.

Die Einführung von Schiffahrtsabgaben auf den deutschen Strömen wird mehr als dies bisher geschah, die Frage der Rentabilität bei den Strombauten in den Vordergrund rücken. Es werden vornehmlich solche Anstalten und Regulierungen Aussicht auf Verwirklichung haben, die eine Verbesserung der Fahrwasserverhältnisse und die stetige Erhaltung der Fahrtiefen in solchem Maße herbeiführen, daß die Ausgaben durch die Einnahmen aus dem dadurch gesteigerten Verkehr gedeckt werden. Sorgsamer als vielleicht bisher wird man die entsprechenden Voranschläge aufstellen müssen. Das wird zur weiteren Folge haben, daß man sich in den Kreisen der beteiligten Ingenieure in erhöhtem Maße die wirtschaftliche Bedeutung wasserwirtschaftlicher Unternehmungen und verbesserter Regulierungsarten der Ströme klar macht. Das wirtschaftliche Empfinden des Ingenieurs wird geschärft werden.

annimmt, daß auch hier die

aus

In fast allen

Es ist unverkennbar, daß die neuere Gesetzgebung das Ziel hat, die Nutzung des Wassers in jeglicher Form in erhöhtem Maße der Allgemeinheit vorzubehalten. Auch im Auslande hat man sich mit dem Wasserrecht in den letzten Jahren stark beschäftigt, und man geht wohl nicht fehl, wenn man vermehrte Benutzung des Wassers für Wirtschaftszwecke, im besonderen die hohe Bedeutung, die die Ausnutzung der Wasserkräfte in den letzten Jahrzehnten erlangt hat, den Anlaß dazu gegeben hat. Wenn in Deutschland, wie oben ausgeführt, vornehmlich die wirtschaftliche Form der Talsperrenunternehmungen im Vordergründe der Erörterungen gestanden hat, so hat sich im Auslande in erster Linie die Streitfrage um das Eigentum der Wasserkräfte bewegt während in den Vereinigten Staaten von Nordamerika neben der Kraftnutzung auch die Bewässerung ausgedehnter Landbezirke (s. S. 5) Talsperren zum Gegenstände der Gesetzgebung gemacht worden ist.

Ländern Europas ist der Gedanke der gemeinnützigen Ausnutzung des Wassers und im besonderen der Verstaatlichung der Wasserkräfte stark in den Vordergrund gerückt. In erster Linie haben diese Bestrebungen, wie schon auf S. 602 bemerkt, in der Schweiz³) Boden gefunden, aber auch Frankreich, Schweden und Norwegen, Italien gehen diesen Weg. In Amerika haben die gleichen Bemühungen anläßlich der Ausnutzung der Niagarafälle angesetzt. Die Gesetzgebung ist überall in Bewegung die Wasserkräfte für staatliches Eigentum zu erklären oder zum mindesten auf die bedeutenden Wasser-

E. Klöti, Die Neu-

kräfte zur Verwertung der Wasserkräfte für staatliche Zwecke Beschlag zu legen. Hand in Hand damit sind fast in allen Staaten die Grundlagen der Verleihung Wasserkräften neu geregelt worden. Unter diese letztere Aufgaben fallen auch die Talsperrenanlagen, insofern oft erst mit ihrer Hilfe die Möglichkeit gegeben ist, unbedeutende Wasserführungen in den Bächen durch zweckmäßige Verteilung des Wasserabflußes bedeutend gesteigerter Nutzbarkeit zu erhöhen. Der Verfasser ist ausführlicher auf diesen Gegenstand eingegangen in seiner Schrift: »Die Ausnutzung der Wasserkräfte« und mag auf jene Darlegungen II. Auflage S. 503 u. f. verwiesen werden, s. auch Band 13 dieses Handbuches, Koehn, Ausbau von Wasserkräften S. 27.

von

zu

§ 92. Anhang: Gesetze, Satzungen.

Gesetz

wegen Abänderung des Gesetzes, betreffend die Bildung von Wassergenossenschaften, vom 1. April 1879 (Gesetz-Samml. S. 297) für das Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse.

Vom 19. Mai 1891⁴).

Wir Wilhelm, von Gottes Gnaden König von Preußen verordnen, unter Zustimmung der beiden Häuser des Landtages Unserer Monarchie, für das Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse, was folgt:

Artikel 1.

Der Eintritt in eine neu zu bildende Genossenschaft zur Anlegung, Benutzung und Unterhaltung von Sammelbecken für gewerbliche Anlagen kann gegen widersprechende Eigentümer der bei dem Unternehmen zu beteiligenden gewerblichen Anlagen erzwungen werden, wenn:

1.    das Unternehmen — ohne die Landeskulturinteressen zu verletzen — eine bessere Ausnutzung der gewerblichen Triebkraft von Wasserläufen oder eine bessere Benutzung des Wassers zu sonstigen gewerblichen Zwecken verfolgt;

2.    das Unternehmen nur bei Ausdehnung auf die im Eigentum der widersprechenden befindlichen gewerblichen Anlagen zweckmäßig ausgeführt werden kann, und

3.    diejenigen Beteiligten, welche sich für das Unternehmen erklärt haben, eine Mehrheit des in den Voranschlägen ermittelten Vorteils vertreten.

Bei der unter Ziffer 3 erwähnten Abstimmung können nur die Eigentümer der bei dem Unternehmen zu beteiligenden gewerblichen Anlagen mitwirken.

Hinsichtlich solcher gewerblichen Anlagen, für welche nach Art des Betriebes das Unternehmen eine erhöhte Ertragsfähigkeit nicht in Aussicht stellt, findet ein Zwang zum Eintritt nicht statt.

Artikel 2.

Die Aufsicht des Staates (§ 49 des Gesetzes vom 1. April 1879) wird von dem Kegierungs-präsidenten und in der Beschwerdeinstanz von dem Oberpräsidenten geführt.

Sie hat sich auch darauf zu erstrecken, daß diejenigen Sicherheitsmaßregeln getroffen werden, welche zum Schutz der unterhalb der Sammelbecken liegenden Grundstücke und Gebäulichkeiten erforderlich sind.

¹

über den Stauinhalt der Talsperren und ihre wasserwirtschaftlichen Verhältnisse siehe S. 128 u. 567.

²

Nach freundlicher Mitteilung von Baurat Bachmann in Mauer.

³

s. u. a. 0. Schär, Die Verstaatlichung der schweizerischen Wasserkräfte. Ordnung des Wasser- und Elektrizitätsrechtes in der Schweiz.

⁴

Durch das neue preußische Wassergesetz außer Kraft gesetzt und hier nur wegen seines geschichtlichen Interesses mitgeteit.

Artikel 3.

Im übrigen finden die für Genossenschaften zur Ent- und Bewässerung von Grundstücken für Zwecke der Landeskultur gegebenen besonderen Vorschriften der §§ 66—70 des Gesetzes vom 1. April 1879 mit den aus den folgenden Paragraphen sich ergebenden Maßgaben entsprechende Anwendung.

§ 1.

Ein Genosse, welcher durch Erweiterung oder Verbesserung seiner gewerblichen Anlage eine größere Ausnutzung des Wassers der Sammelbecken oder der aus denselben fließenden Wasserläufe bewirkt, kann mit einem dem größeren Vorteil entsprechenden höheren Beitrage zu den Genossenschaftslasten herangezogen werden, falls die bessere Ausnutzung ganz oder teilweise durch das genossenschaftliche Unternehmen möglich geworden ist.

§ 2.

Eigentümer von gewerblichen Anlagen, welche nach Begründung der Genossenschaft den Betrieb der Anlage auf die Benutzung des Wassers der Sammelbecken oder der aus denselben fließenden Wasserläufe einrichten, dürfen das Wasser erst benutzen, nachdem sie der Genossenschaft beigetreten sind.

an

Die Genossenschaft ist verpflichtet, solche Eigentümer auf Verlangen derselben in die Genossenschaft aufzunehmen, wenn die genossenschaftlichen Anlagen bei entsprechender Einrichtung hinreichen, um ohne Nachteil für die bereits vorhandenen Genossen den gemeinsamen Bedürfnissen zu entsprechen. Der neu hinzutretende Genosse hat jedoch der Genossenschaft einen entsprechenden Anteil den Herstellungs- und Unterhaltungskosten zu zahlen. Auch hat er die durch die Mitbenutzung der genossenschaftlichen Anlagen erwachsenden besonderen Kosten zu tragen.

§ 3.

Streitigkeiten in den Fällen der §§ 1, 2 unterliegen mit Ausschluß des ordentlichen Rechtsweges der Entscheidung des Bezirksausschusses.

Artikel 4.

nur

Zu den im § 55 des Gesetzes vom 1. April 1879 bezeichneten [Nutzungsberechtigten gehört auch der Mieter von den der Genossenschaft angeschlossenen gewerblichen Anlagen sowie von gesonderten Arbeitsstellen in denselben. Gegen den Mieter gesonderter Arbeitsstellen kann die Exekution wegen des auf seine Arbeitsstelle zu verteilenden Beitrags erfolgen.

Artikel 5.

zur

Außer den im § 74 Nr. 1—4 des Gesetzes vom 1. April 1879 bezeichneten Gegenständen ist Begründung des Antrages auf Bildung einer öffentlichen Genossenschaft zur Anlegung, Benutzung und Unterhaltung von Sammelbecken für gewerbliche Anlagen erforderlich:

Der Voranschlag des von dem Unternehmen zu erwartenden Vorteils sowie der Maßstab, nach welchem dieser Vorteil auf die bei dem Unternehmen zu beteiligenden Anlagen verteilt werden soll.

Artikel 6.

zur

Die §§ 79, 80 des Gesetzes vom 1. April 1879 finden auf die Bildung der Genossenschaften Anlegung, Benutzung und Unterhaltung von Sammelbecken für gewerbliche Anlagen mit folgenden Abänderungen Anwendung.

1.    An Stelle der Fläche und des Katastralreinertrages der Grundstücke tritt der in dem Voranschläge ermittelte Vorteil der gewerblichen Anlagen.

2.    Wird der in dem Voranschlag ermittelte Vorteil oder der Maßstab, nach welchem dieser Vorteil auf die beteiligten gewerblichen Anlagen verteilt werden soll, bestritten, so tritt das schiedsrichterliche Verfahren ein. Die Leitung desselben liegt dem Kommissar (§ 77 a. a. 0.) oo. Wenn sich die Parteien über andere Personen nicht einigen, so wählen die Zustimmenden und die Widersprechenden durch einen nach der Personenzahl zu fassenden Mehrheitsbeschluß je einen Schiedsrichter. Verweigert eine Partei die Wahl, oder erklärt sie sich innerhalb einer Frist von zwei Wochen nach der Aufforderung zur Wahl nicht, so ernennt für sie der Regierungspräsident den Schiedsrichter. Bei Meinungsverschiedenheiten der Schiedsrichter untereinander entscheidet ein von den Parteien im beiderseitigen Einverständnis gewählter und in Ermangelung eines solchen Einverständnisses vom Regierungspräsidenten zu ernennender Obmann.

Die Festsetzung des schiedsrichterlichen Verfahrens gilt nur für die bis zur Genehmigung des Genossenschafts-Statuts erforderlichen Abstimmungen.

Artikel 7.

Auf die Erwerbung der für die Zwecke der Genossenschaft zur Anlegung, Benutzung und Unterhaltung von Sammelbecken für gewerbliche Anlagen erforderlichen Grundstücke findet das Gesetz über die Enteignung von Grundeigentum vom 11. Juni 1874 (Gesetz-Sammlung S. 221) Anwendung.

Artikel 8.

Durch königliche Verordnung können die Bestimmungen dieses Gesetzes auch auf das Gebiet der Lenne und ihrer Nebenflüsse ausgedehnt werden.

Urkundlich unter Unserer Höchsteigenhändigen Unterschrift und beigedrucktem Königlichen

Insiegel.

Gegeben Elbing, den 19. Mai 1891.

Wilhelm.

Herrfurth. v. Schelling. Frhr. v. Berlepsch, v. Heyden. Gr. v. Zedlitz.

(L. S.)

y. Caprivi. v. Boetticher. v. Maybach.

Miquel. v. Kaltenborn.

Y erordnung

betreffend die Ausdehnung des Gesetzes vom 19. Mai 1891 (Gesetz-Samml. S. 97) auf das Gebiet der Lenne und ihrer Nebenflüsse.

Vom 30. Dezember 1891. *)

Wir Wilhelm, von Gottes Gnaden König von Preußen, verordnen auf Grund des Artikels 8 des Gesetzes wegen Abänderung des Gesetzes, betreffend die Bildung von Wassergenossenschaften vom 1. April 1879 (Gesetz-Samml. S. 297) für das Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse vom 19. Mai 1891 (Gesetz-Samml. S. 97), was folgt:

Einziger Artikel.

Die Bestimmungen der Artikel 1 bis 7 des Gesetzes wegen Abänderung des Gesetzes, betreffend die Bildung von Wassergenossenschaften vom 1. April 1879 (Gesetz-Samml. S. 297) für das Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse vom 19. Mai 1891 (Gesetz-Samml. S. 97) werden auch auf das Gebiet der Lenne und ihrer Nebenflüsse ausgedehnt.

Urkundlich unter Unserer Höchsteigenhändigen Unterschrift und beigedrucktem Königlichen

Insiegel.

Gegeben Neues Palais, den 30. Dezember 1891.

(L. S.)

Wilhelm.

Gr. v. Caprivi. v. Boetticher. Herrfurth. v. Schelling. Frhr. v. Berlepsch. Miquel. v. Kaltenborn. v. Heyden. Gr. v. Zedlitz. Thielen.

Wir Wilhelm,

von Gottes Gnaden König von Preußen usw. verordnen auf Grund des § 57 des Gesetzes vom 1. April 1879 (Gesetz-Sammlung S. 297) und des Artikel 1 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 (Gesetz-Sammlung S. 97) nach Anhörung der Beteiligten was folgt:

Statut der Wuppertalsperren-Genossenschaft.

§ 1.

Die Eigentümer der in den Plänen des Professors Intze zu Aachen vom April 1894 bzw. vom Oktober 1895 enthaltenen gewerblichen Anlagen im Gebiete der Wupper und ihrer Nebenflüsse werden zu einer Genossenschaft vereinigt, welche die Anlegung, Benutzung und Unterhaltung von Sammelbecken für die Wupper und ihrer Nebenflüsse zur besseren Ausnutzung der gewerblichen Triebkraft und zur besseren Benutzung des Wassers zu sonstigen gewerblichen Zwecken beabsichtigt.

Die zunächst in Angriff zu nehmenden Sammelbecken im Bracher- und im Bevertale sind auf Lageplänen, die ein Zubehör der zu Grunde liegenden oben angeführten Pläne bilden, mit Höhenkurven der für die Anlage der beiden Talsperren bestimmten Terrains in den genannten Tälern, im Mai 1888 angefertigt durch den Katasterkontroleur Steffen, dargestellt und werden daselbst nach Nordwest im Bruchertale, nach Süden im Bevertale durch den rot angelegten Grundriß der Sperrmauer, im übrigen durch die Höhenkurve 362,55 m über N. N. für das Brachertal und durch die Höhenkurve 286,43 m über N. N. für das Bevertal begrenzt.

i) s. Fußnote S. 665.

Die zur Herstellung, Unterhaltung und Ausnutzung der Sammelbecken, sowie zum Schutze der unterhalb derselben liegenden Grundstücke und Gebäulichkeiten zu erbauenden Sperrmauern sind auf den ebenfalls ein Zubehör der Pläne bildenden »Projekt-Zeichnungen zu der Talsperre im Brucher-tale für 750 000 cbm Inhalt und zu der Talsperre im Bevertale für 3 000 000 cbm Inhalt, entworfen und berechnet durch 0. Intze, Professor«, in Vorderansicht, Grundriß und Querschnitt dargestellt und mit einer graphischen Festigkeitsberechnung versehen.

Die bei dem Unternehmen beteiligten gewerblichen Anlagen sind in den ein weiteres Zubehör der Pläne bildenden Lagezeichnungen mit roter Farbe kenntlich gemacht. Auch sind diese Anlagen in den zugehörigen Verzeichnissen unter Angabe ihrer Eigentümer und des in den Voranschlägen ermittelten Vorteils speziell nachgewiesen.

Karten und Register werden mit einem auf das Datum des genehmigten Statuts Bezug nehmenden Beglaubigungsvermerke versehen und bei der Aufsichtsbehörde der Genossenschaft niedergelegt.

Abänderungen der Projekte, die im Laufe der Ausführung sich als erforderlich herausstellen, können vom Genossenschaftsvorstande beschlossen werden. Der Beschluß bedarf jedoch der Genehmigung der staatlichen Aufsichtsbehörde.

Vor Erteilung der Genehmigung sind diejenigen Genossen zu hören, deren Grundstücke oder gewerbliche Anlagen durch die Veränderuugen direkt in Mitleidenschaft gezogen werden.

§ 2.

Die Genossenschaft führt den Namen »Wupper-Talsperren-Genossenschaft« und hat ihren Sitz in der Gemeinde Neuhückeswagen.

Die Verlegung des Sitzes an einen anderen im Gebiete der Wupper oder ihrer Nebenflüsse belegenen Ort kann von der Generalversammlung der Genossenschaft beschlossen werden und bedarf der Genehmigung der staatlichen Aufsichtsbehörde.

§ 3.

Die Kosten der Herstellung und Unterhaltung der gemeinschaftlichen Anlagen werden von der Genossenschaft getragen. Dagegen bleiben die nach den Zwecken der Talsperrenanlagen an den einzelnen Betriebswerken erforderlichen Einrichtungen den betreffenden Genossen überlassen.

Die Genossen sind gehalten, den im Interesse des ganzen Unternehmens getroffenen Anordnungen des Vorstehers Folge zu leisten.

§ 4.

Außer der Herstellung der im Projekte vorgesehenen Anlagen liegt dem Vorstande ob, Anlagen, welche im besonderen Interesse mehrerer Beteiligter zur besseren Ausnutzung der gewerblichen Triebkraft oder zur besseren Benutzung des Wassers der Sammelbecken und der dazu gehörigen Wasserläufe zu sonstigen gewerblichen Zwecken dienen sollen, einzurichten und auf Kosten der dabei Beteiligten ausführen zu lassen.

Die Absicht des Vorstandes ist unter Auflegung der Pläne und Kostenanschläge sowie der Kostenverteilung bei dem Vorsteher nach Vorschrift des § 8 dieses Statuts bekannt zu machen. Einsprüche sind bei dem Vorsteher innerhalb 4 Wochen nach Offenlegung schriftlich unter Angabe der Gründe anzubringen. Über dieselben entscheidet endgültig die Aufsichtsbehörde.

Die Unterhaltung derartiger Anlagen untersteht der Aufsicht des Vorstehers.

§ 5.

Die Generalversammlung kann die Ausführung und Unterhaltung solcher Anlagen aut Kosten der Genossenschaft beschließen. Ebenso kann die Generalversammlung die Neuanlage von Sammelbecken im Gebiete der Wupper und deren Nebenflüsse zur reichlicheren Versorgung der Genossenschaft mit Wasser beschließen. In beiden Fällen bedürfen die Beschlüsse der Generalversammlung der Genehmigung der staatlichen Aufsichtsbehörde. Der gleichen Genehmigung bedürfen die auf diese Anlagen bezüglichen Projekte sowie — in Ermangelung einer Einigung der Beteiligten — das Kostenbeitragsverhältnis.

Der Vorstand ist befugt, das Wasser der Sammelbecken und der dazu gehörigen Wasserläufe über die eigentlichen Genossenschaftszwecke hinaus mit der Maßgabe nutzbar zu machen, daß für die Sicherstellung der eigentlichen Genossenschaftszwecke die notwendigen Vorkehrungen getroffen werden.

Namentlich darf er»

1. Das Wasser für Landes-Meliorationen abgeben, auch mit Genehmigung der Generalversammlung und der Aufsichtsbehörde solche auf Rechnung der Genossenschaft einrichten ;

2.    das Wasser gegen Entgelt insbesondere auch für Wasserleitungen abgeben;

3.    die Fischerei auf dem Becken verpachten;

4.    die sonstige Benutzung des Beckens gegen Entgelt gestatten.

Alle für solche Nutzbarmachung des Beckens und des Wassers erforderlichen Anlagen unterstehen der Aufsicht des Vorstandes.

§ 6-

Die gemeinschaftlichen Anlagen werden unter Leitung des oder der vom Vorstande hierzu angenommenen Personen ausgeführt und unterhalten. Der Vorstand hat dafür Sorge zu tragen, daß die Sammelbecken im Bracher- und Bevertale, entsprechend den angeschlossenen Plänen des Professors Intze, so konstruiert werden, und daß der Betrieb derselben dauernd so eingerichtet wird, daß die zur Hochwasserzeit abfließenden Wassermengen zur Vermeidung von Überschwemmungen möglichst zurückgehalten werden.

§ 7.

Die Städte Barmen und Elberfeld zahlen zu den aufzubringenden Ausgaben der Genossenschaft für Verzinsung, Amortisation, Unterhaltung und Verwaltung der Bracher- und Bevertalsperren jede Stadt den festen Jahresbeitrag von 10000 Mark. Nach Tilgung des Anlagekapitals fallen die vorgenannten Beiträge der beiden Städte für die laufenden Unterhaltungs- und Verwaltungskosten der Genossenschaft fort.

In welchem Maße bei etwa wachsenden Einnahmen der Genossenschaft im Falle des Artikels 3, §§ 1 und 2 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 die Beiträge der beiden Städte eine vorzugsweise Ermäßigung erfahren sollen, bleibt der Vereinbarung des Vorstandes der Genossenschaft mit den Vertretungen der beiden Städte überlassen.

Im übrigen wird nach Begründung der Genossenschaft das Verhältnis, in welchem die einzelnen Genossen zu den Genossenschaftslasten beizutragen haben, nach Maßgabe des für dieselben aus den Genossenschaftsanlagen erwachsenden Vorteils in dem im § 8 dieses Statuts bezeichneten Verfahrens festgesetzt, wobei als Verteilungmaßstab für das Jahr Vi6o der durch das Talsperrenwasser gewonnenen Nutzpferdekraft 300 cbm des zu sonstigen gewerblichen Zwecken aus der Wupper entnommenen Wassers gleichzustellen ist. Hierbei sollen die Kosten pro Nutzpferdekraft auf ganze Mark und die Kosten pro Kubikmeter sonstigen Nutzwassers auf ganze Pfennige abgerundet werden und zwar bis einschließlich Va Mark bezw. Vs Pfennig nach unten; über Vs Mark bezw. Vs Pfennig nach oben. Eine Änderung dieses Verteilungsmaßstabes, soweit er das Beitragsverhältnis der Genossen unter einander betrifft, kann nur durch Beschluß der Generalversammlung, welcher der Bestätigung der Aufsichtsbehörde bedarf, erfolgen.

Das nach Vorstehendem aufzustellende Register hat die einzelnen Genossen und das Beitragsverhältnis zu den Genossenschaftslasten zu enthalten.

§ 8.

Nach Ablauf von zwei Jahren nach Inbetriebsetzung der Anlagen sowie ferner auf Antrag von einem Dritteile der Genossen, wenn seit der letzten Revision zwei Jahre verflossen sind, hat eine Revision des Verteilungsmaßstabes beziehungsweise des Registers durch zwei vom Vorstande zu wählende Sachverständige unter Leitung des Vorstehers zu erfolgen, welcher bei Meinungsverschiedenheiten den Ausschlag gibt. Sowohl ein nach der Zahl der gewerblichen Anlagen wie ein nach der Beitragsflicht berechnetes Dritteil der Genossen ist zur Stellung eines Antrages berechtigt.

Nach vorgängiger Bekanntmachung in den amtlichen Kreisblättern derjenigen Kreise, deren Bezirken das Genossenschaftsgebiet ganz oder teilweise angehört, wird das revidierte Genossenschaftsregister vier Wochen lang zur Einsicht der Genossen in der Wohnung des Vorstehers ausgelegt. Auch kann jeder Genosse Abschrift des Verzeichnisses gegen Erstattung der Schreibgebühren vom Vorsteher verlangen. Abänderungsanträge müssen innerhalb der vierwöchentlichen Frist schriftlich bei dem Vorsteher angebracht werden.

Nach Ablauf dieser Frist hat der Vorsteher die bei ihm schriftlich eingegangenen Abänderungs-anträge der Aufsichtsbehörde vorzulegen. Die letztere oder deren Kommissar läßt unter Zuziehung der Beschwerdeführer und eines Vertreters des Vorstandes die erhobenen Reklamationen durch einen Sachverständigen untersuchen.

Einigt sich der Vorstand und der Beschwerdeführer über die Person des Sachverständigen, so ist dieser zu nehmen, andernfalls wird der Sachverständige von der Aufsichtsbehörde ernannt.

Mit dem Ergebnis der Untersuchung werden die Beschwerdeführer und der Vertreter des Vorstandes von dem Kommissar bekannt gemacht. Sind beide Teile mit dem Gutachten einverstanden, so wird das Register demgemäß festgestellt; andernfalls sind die Verhandlungen der Aufsichtsbehörde zur Entscheidung einzureichen.

Der Aufsichtsbehörde ist es unbenommen, vor ihrer Entscheidung andere ihr geeignet scheinende Sachverständige zu hören.

Die bis zur Mitteilung des Ergebnisses der Untersuchung entstandenen Kosten sind in jedem Fall von der Genossenschaft zu tragen. Wird eine Entscheidung erforderlich, so sind die weiter erwachsenden Kosten dem unterliegenden Teile aufzuerlegen.

Außerdem kann jederzeit im Bedürfnisfalle eine in gleicher Weise vorzunehmende Revision des Verteilungsmaßstabes beziehungsweise des Registers vom Vorstande beschlossen oder von der staatlichen Aufsichtsbehörde angeordnet werden.

In den Fällen des Artikels 3 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 findet die Neuregelung des Beitragsverhältnisses jederzeit von Amtswegen durch den Vorstand statt.

Den von der Aufsichtsbehörde, von dem Vorstande und auf Vereinbarung mit den Interessenten ernannten Sachverständigen ist seitens der Genossen die erforderliche Auskunft zu geben und der Zutritt zu den gewerblichen Anlagen zu gestatten.

Aus diesem Anlaß entstehende Streitigkeiten entscheidet endgültig die Aufsichtsbehörde.

§ 9.

Die Genossen sind verpflichtet, die Beiträge in den von dem Vorstande festzusetzenden Terminen zur Genossenschaftskasse abzuführen.

Bei versäumter Zahlung hat der Vorsteher die fälligen Beiträge beizutreiben.

§ io.

Im Falle des Artikels 3, §§ 1 und 2 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 sind Genossen, welche durch Erweiterung oder Verbesserung ihrer gewerblichen Anlagen eine größere Ausnutzung des Wassers der Sammelbecken oder der aus denselben fließenden Wasserläufe bezwecken, verpflichtet, vor Benutzung dieser Einrichtungen dem Vorsteher von ihrem Vorhaben Anzeige zu erstatten.

§ 11.

Jeder Genosse hat sich die Einrichtung der genossenschaftlichen Anlagen, diese Anlagen selbst, sowie deren Unterhaltung, soweit sein Eigentum davon vorübergehend oder dauernd betroffen wird, gefallen zu lassen.

Darüber, ob und zu welchem Betrage dem einzelnen Genossen unter Berücksichtigung der jhm aus der Anlage erwachsenden Vorteile eine Entschädigung gebührt, entscheidet, falls sich ein Genosse mit dem Vorsteher nicht gütlich verständigen sollte, das nach Vorschrift dieses Statuts zu bildende Schiedsgericht mit Ausschluß des Rechtsweges.

§ 12.

Das Stimmenverhältnis richtet sich nach der Teilnahme an den Genossenschaftslasten und

derart, daß für jede gewerbliche Anlage bei einer Beteiligung bis zu 10 Mark eine Stimme ge-

zwar

rechnet wird, während bei größerer Beteiligung soviel weitere Stimmen hinzukommen, als die Zahl 10 in der überschießenden Summe von Mark enthalten ist. Bruchteile von 10 werden bei der Berechnung der Mehrstimmen nicht berücksichtigt.

Die Stimmliste ist demgemäß von dem Vorstande zu entwerfen und nach vorgängiger öffentlicher Bekanntmachung der Auslegung vier Wochen lang zur Einsicht der Genossen in der Wohnung des Vorstehers auszulegen. Jeder Genosse kann Abschrift der Stimmliste gegen Erstattung der Schreibgebühren verlangen.

Anträge auf Berichtigung der Stimmliste sind an keine Frist gebunden.

§ 13.

Miteigentümer einer an der Genossenschaft beteiligten gewerblichen Anlagen haben auf Erfordern des Vorstandes zur Wahrnehmung ihres gemeinschaftlichen Interesses einen Bevollmächtigten zu bestellen.

§ 14.

Der Genossenschaftsvorstand besteht aus:

a)    einem Vorsteher,

b)    sechs Beisitzern.

Die Vorstandsmitglieder bekleiden ein Ehrenamt. Als Ersatz für Auslagen und Zeitversäumnis erhält jedoch der Vorsteher, erforderlichen Falles auch der Stellvertreter desselben eine jährliche von dem Vorstande festzusetzende Entschädigung, welche der Genehmigung der Aufsichtsbehörde bedarf.

Die Stadtvertretungen von Barmen und Elberfeld haben dafür, daß die beiden Städte nach Maßgabe des aufgestellten Verteilungsmaßstabes zu den Kosten der beiden Talsperren einen Jahresbeitrag von je 10000 Mark zahlen, das Recht, jede einen von den sechs Beisitzern, sowie je einen Stellvertreter zu bestimmen. Die übrigen vier Beisitzer des Vorstandes nebst vier Stellvertretern werden von der Generalversammlung auf 4 Jahre nach absoluter Mehrheit der abgegebenen Stimmen gewählt.

Alle 2 Jahre scheidet die Hälfte der von der Genossenschaft gewählten Beisitzer und Stellvertreter aus. Die das erstemal Ausscheidenden werden durch das vom Vorsteher in einer Vorstands

sitzung zu ziehende Los bestimmt.

Wählbar ist jeder Genosse, welcher den Besitz der bürgerlichen Ehrenrechte nicht durch rechtskräftiges Erkenntnis verloren hat.

Der Vorsteher, sowie der Stellvertreter desselben werden gleichfalls von der Generalversammlung nach absoluter Stimmenmehrheit auf 4 Jahre gewählt. Die Wahl derselben kann auf andere der Genossenschaft nicht angehörige Persönlichkeiten gerichtet werden und bedarf der Genehmigung der Aufsichtsbehörde.

Der Stellvertreter des Vorstehers kann auch aus den Beisitzern gewählt werden.

Die Wahl der von der Generalversammlung zu wählenden Vorstandsmitglieder wie der Stellvertreter erfolgt in getrennten Wahlhandlungen für jedes Mitglied. Wird im ersten Wahlgange eine absolute Stimmenmehrheit nicht erreicht, so erfolgt eine engere Wahl zwischen denjenigen beiden Personen, welche die meisten Stimmen erhalten haben. Bei Stimmengleichheit entscheidet das vom Vorsitzenden zu ziehende Los. Die Mitgliedschaft im Vorstande dauert bei Ablauf der Wahlperiode bis zur Wahl des Nachfolgers fort. Die Ausscheidenden sind wieder wählbar.

Im Übrigen finden die Vorschriften für Gemeindewahlen in den Landgemeinden der Rheinprovinz sinngemäße Anwendung.

Wenn kein Widerspruch erfolgt, kann Wahl durch Akklamation erfolgen.

§ 15.

Die Mitglieder des Vorstandes werden von der Aufsichtsbehörde durch Handschlag an Eidesstatt verpflichtet.

Zur Legitimation der Vorstandsmitglieder und ihrer Stellvertreter dient das von der Aufsichtsbehörde aufgenommene Verpflichtungsprotokoll.

Soll der Stellvertreter sich darüber ausweisen, daß der Fall der Stellvertretung eingetreten ist, so dient dazu ein Zeugnis der Aufsichtsbehörde.

Der Vorstand hält seine Sitzungen unter dem Vorsitze des Vorstehers, der gleiches Stimmrecht hat, wie die Beisitzer, und dessen Stimme im Falle der Stimmengleichheit entscheidet.

Zur Gültigkeit der gefaßten Beschlüsse ist es erforderlich, daß die Beisitzer unter Angabe der Gegenstände der Verhandlung geladen und daß mit Einschluß des Vorstehers mindestens drei Vorstandsmitglieder anwesend sind.

Wer am Erscheinen verhindert ist, hat dies unverzüglich dem Vorsteher anzuzeigen. Dieser hat alsdann den für das betreffende Mitglied gewählten Stellvertreter oder wenn auch dieser verhindert ist, den an Lebenszeit ältesten Stellvertreter zu laden.

§ 16.

Soweit nicht in diesem Statute einzelne Verwaltungsbefugnisse dem Vorstande oder der Generalversammlung Vorbehalten sind, hat der Vorsteher die selbständige Leitung und Verwaltung aller Angelegenheiten der Genossenschaft.

Zeit und Art der Wasserabgabe aus der Talsperre bestimmt der Vorstand.

§ 17.

Die Verwaltung der Kasse führt ein Rechner, welcher von dem Vorstande auf 2 Jahre gewählt und dessen Remuneration sowie zu stellende Kaution vom Vorstande festgestellt wird. Die Aufsichtsbehörde kann jederzeit die Entlassung des Rechners wegen mangelhafter Dienstführung anordnen.

§ 18.

Zur Bewachung¹ und Bedienung der genossenschaftlichen Anlagen stellt der Vorsteher auf Beschluß des Vorstandes zwei oder im Bedarfsfälle mehrere Wärter an und stellt den Lohn für dieselben fest.

Die Wärter sind allein befugt, die genossenschaftlichen Schleusen zu öffnen. Die Wärter müssen den Anordnungen des Vorstehers pünktlich Folge leisten.

§ 19.

Der gemeinsamen Beschlußfassung der Genossen (Generalversammlung) unterliegen:

1.    die Wahl der Vorstandsmitglieder und deren Stellvertreter;

2.    die Wahl der Schiedsrichter und deren Stellvertreter;

3.    die Abänderung des Statuts;

4.    die in den Paragraphen 2, 4 und 7 dieses Statuts der Generalversammlung vorbehaltene Entscheidung.

§ 20.

Die erste zur Bestellung des Vorstandes erforderliche Generalversammlung beruft die Aufsichtsbehörde, welche auch zu den in dieser Versammlung erforderlichen Abstimmungen eine vorläufige Stimmliste nach dem vorläufig festgestellten Verteilungsmaßstabe aufzustellen hat.

Die weiteren Generalversammlungen sind in den gesetzlich vorgeschriebenen Fällen (§ 60 des Gesetzes vom 1. April 1879), mindestens aber alle zwei Jahre durch den Vorsteher zusammenzuberufen.

Die Einladung erfolgt unter Angabe der Gegenstände der Verhandlung durch ein öffentlich bekannt zu machendes Ausschreiben der Genossenschaft und außerdem durch Einzelladung an die Mitglieder der Genossenschaft, beziehungsweise an die von denselben gemäß § 13 des Statuts bestellten Bevollmächtigten.

Zwischen der Einladung und der Versammlung muß ein Zeitraum von mindestens zwei

Wochen liegen.

Die Versammlung ist ohne Rücksicht auf die Zahl der Erschienenen beschlußfähig. Die Mitglieder der Genossenschaft können sich in der Generalversammlung durch andere stimmberechtigte Mitglieder oder durch einen bevollmächtigten Leiter ihres Betriebes vertreten lassen.

Der Vorsteher führt den Vorsitz.

Die Generalversammlung kann auch von der Aufsichtsbehörde zusammen berufen werden. In diesem Falle führt diese oder der von ihr ernannte Kommissar den Vorsitz.

§ 21.

Die Streitigkeiten, die zwischen Mitgliedern der Genossenschaft über das Eigentum an Grundstücken, über das Vorhandensein oder den Umfang von Grundgerechtigkeiten oder anderen Nutzungsrechten oder über besondere, auf speziellen Rechtstiteln beruhende Rechte und Verbindlichkeiten der Parteien entstehen, gehören zur Entscheidung der ordentlichen Gerichte.

Dagegen werden, alle anderen Beschwerden, welche die gemeinsamen Angelegenheiten der Geßpssenschaft oder die vorgebliche Beeinträchtigung einzelner Genossen in ihren durch das Statut l^p-imdeten Rechten betreffen, von dem Vorsteher untersucht und entschieden, soweit nicht nach Maßgabe dieses Statuts oder nach gesetzlicher Vorschrift eine andere Instanz zur Entscheidung berufen ist.

Gegen die Entscheidung des Vorstehers steht, sofern es sich nicht um eine der ausschließlichen Zuständigkeit anderer Behörden unterliegende Angelegenheit handelt, jedem Teile die Anrufung der Entscheidung eines Schiedsgerichts frei, welche binnen zwei Wochen, von der Bekanntmachung des Bescheides an gerechnet, bei dem Vorsteher angemeldet werden muß. Die Kosten des Verfahrens sind dem unterliegenden Teile aufzuerlegen.

Das Schiedsgericht besteht aus einem Vorsitzenden, welchen die Aufsichtsbehörde ernennt und zwei Beisitzern.

Die Beisitzer werden nebst zwei Stellvertretern von der Generalversammlung nach Maßgabe der Vorschriften dieses Statuts gewählt. Wählbar ist Jeder, der in der Gemeinde seines Wohnorts zu den öffentlichen Gemeindeämtern wählbar und nicht Mitglied oder Nebeninteressent der Genossen

schaft ist.

Wird ein Schiedsrichter mit Erfolg abgelehnt, so ist der Ersatzmann aus den gewählten Stellvertretern oder erforderlichen Falls aus den wählbaren Personen durch die Aufsichtsbehörde zu

bestimmen.

§ 22.

Die von der Genossenschaft ausgehenden Bekanntmachungen sind unter der Bezeichnung »Wupper-Talsperren-Genossenschaft« zu erlassen und vom Vorsteher zu unterzeichnen.

Die für die Öffentlichkeit bestimmten Bekanntmachungen der Genossenschaft werden in das Kreisblatt aufgenommen, welches als amtliches Kreisblatt für den Ort des Sitzes der Genossenschaft gilt.

• § 23.

Soweit die Aufnahme neuer Genossen nicht auf einer, dem § 69 des Gesetzes vom 1. April 1879 oder dem Art. 3 § 2 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 entsprechenden rechtlichen Verpflichtung beruht, kann sie auch als ein Akt der Vereinbarung auf den Antrag des Aufzunehmenden durch einen der Zustimmung der Aufsichtsbehörde bedürftigen Vorstandsbeschluß erfolgen.

Gegeben Neues Palais, den 29. April 1896.

[L. S.]

gez. : Willi el m R.

Zugleich für den Minister der Landwirtschaft, Domänen und Forsten, ggez. : Freiherr von Berlepsch. Thielen.

Es wird hiermit bescheinigt, daß vorstehendes Statut von der am 29. November 1895 stattgehabten Versammlung der Interessenten zur Bildung der Wupper-Talsperren-Genossenschaft in der in dem Protokoll über diese Versammlung angegebenen Weise beraten und angenommen worden ist.

Lennep, den 1. Dezember 1895.

Der Kommissar

zur Bildung der Wupper-Talsperren-Genossenschaft gez.: Koenigs, Landrat.

[L. S.]

[I. III. 3829]

Wir Wilhelm,

von Gottes Gnaden König von Preußen usw. verordnen auf Grund des § 57 des Gesetzes vom 1. April 1879 (Gesetz-Sammlung Seite 297) und des Artikels 1 des Gesetzes vom 19. Mai 1891 (Gesetz-Sammlung Seite 97) was folgt:

Der anliegende, von der General-Versammlung der Wupper-Talsperren-Genossenschaft vom 24. April 1897 beschlossene und vom Vorstande redigierte Nachtrag zu dem Statute der Wupper-Talsperren-Genossenschaft vom 29. April 1896 (Gesetz-Sammlung S. 122 Nr. 6) wird hierdurch genehmigt. Urkundlich unter Unserer Höchsteigenhändigen Unterschrift und beigedrucktem Königlichen

Insiegel.

[L. S.]

Gegeben Berlin im Schloß, den 28. April 1898.

gez.: Wilhelm R.

ggez.: Thielen. Hammerstein. Brefeld.

1. Nachtrag zu dem Statut der Wupper-Talsperren-Genossenschaft vom 29. April 1896.

I. Zu § 1. Statt der in den Plänen des Professors Intze zu Aachen vom April 1894 bezw. Oktober 1895 angegebenen Talsperre im Bruchertale für 750 000 cbm Inhalt soll die in den

vom

neuerdings angefertigten 4 Plänen des Geheimen Regierungsrates, Professor Intze zu Aachen vom 28. April 1897 bezw. 3 Plänen vom September/Oktober 1897 dargestellte Talsperre im Lingesetal bei Marienheide für einen Inhalt von 2 600 000 cbm zur Ausführung gelangen.

Dieselbe ist dargestellt durch einen Lageplan auf Meßtischblättern im Maßstabe von 1:25000, durch einen vom öffentlich angestellten Landmesser Werner zu Opladen im April 1897 angefertigten Lageplan mit Höhenkurven im Maßstabe 1:2000, durch die auf 6 Blatt Zeichnungen im Grundriß, in der Ansicht und in Querschnitten angegebene Konstruktion der Mauer, des Überlaufes und der Durchlässe, und ist auf diesen Plänen eine graphische Festigkeitsuntersuchung vorgenommen. Das Sammelbecken im Lingesetale wird im Westen durch den rot angelegten Grundriß der Sperrmauer, im übrigen durch die Höhenkurve 340,50 m über N. N. begrenzt.

Die zur Ansammlung des in trockner Zeit während der Nacht ungenutzt abfließenden Talsperrenwassers und zur rechtzeitigen Abgabe desselben an die Triebwerke erforderlichen beiden Tagesausgleichweiher von 60 000 cbm Inhalt bei Beyenburg und von 66 000 cbm Inhalt bei Buchen-

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Handbuch, der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

hofen sind auf den Plänen des Geheimen Regierungsrates Professor Intze zu Aachen von April, Juni und August 1897 dargestellt.

Der Beyenburger Ausgleichweiher ist auf Grund der vom öffentlich angestellten Landmesser Werner zu Opladen im Herbst 1895 vorgenommenen Vermessung im Lageplan und im Längenprofil 1:1000 und in Querprofilen 1:100 bezw. 1: 500 dargestellt. Dieser Weiher wird nordwestlich begrenzt durch ein Grundwehr, dessen Überfallkante auf 192,90 bezw. 193,20 m über N. N. angeordnet ist. Diese Wehranlage liegt etwa 140 m oberhalb der Eisenbahnbrücke über die Wupper in der Eisenbahnlinie von Dahlerau nach Rittershausen und ist in Ansicht, Grundriß und Querschnitt auf dem Plane des Geheimen Regierungsrats Professors 0. Intze vom April 1897 dargestellt. Der Ausgleichweiher wird im übrigen durch die in den Plänen angegebenen Böschungen der Anschnitte und Anschüttungen begrenzt und staut bei normalen WTasserverhältnissen der Wupper bis auf 194,90 m über N. N. auf eine Entfernnng von etwa 960 m oberhalb des Wehres zurück, während bei Hochwasser das bewegliche Wehr beseitigt ist und das Grundwehr nur auf eine Entfernung von 300 m oberhalb desselben einen geringfügigen Aufstau des höchsten Hochwassers bewirkt.

Der Buchenhofener Ausgleichweiher ist für 66 000 cbm Inhalt nach den Aufnahmen des öffentlich angestellten Landmessers Werner zu Opladen vom August 1895 entworfen worden in einem Lageplane 1: 2500 und in Querprofilen 1: 100 bezw. 1:500 und welche Pläne vom Geheimen Regierungsrat Professor Intze im April, Juni und August 1897 unterzeichnet sind. Dieser Ausgleichweiher ist westlich begrenzt durch ein Grundwehr, dessen Überfallkante auf 123,0 m bezw. 123,40 m über N. N. liegt und durch ein bei Niedrigwasser der Wupper in Tätigkeit zu setzendes bewegliches Wehr, dessen Oberkante auf 125,10 m über N. N. angenommen ist, wie diese Wehrkonstruktion im Grundriß und in der Ansicht auf dem Plane des Geheimen Regierungsrats Professor O. Intze vom April 1897 dargestellt ist.

Der Buchenhofener Ausgleichweiher wird im übrigen durch die Böschungen der Anschnitte und Anschüttungen begrenzt, welche in den vorgenannten Plänen angegeben sind. Der Aufstau des neuen beweglichen Wehres erstreckt sich bei normalen Wasserverhältnissen der Wupper und fast horizontalem Stauspiegel von 125,10 m über N. N. auf etwa 1140 m Entfernung oberhalb des neuen Wehres und hört bei Hochwasser und beseitigtem beweglichen Wehre an dem jetzt vorhandenen 450 m oberhalb gelegenen festen Wehre auf.

Außer diesen beiden Tagesausgleichweihern wird die Vergrößerung des der Firma Hardt, Pocorny & Co. gehörigen Dahlhausener Weihers um etwa 30 000 cbm Inhalt erforderlich, um rechtzeitig das Wasser allen unterhalb gelegenen Triebwerken zu liefern.

Diese Vergrößerung des Dahlhausener Weihers wird durch eine Erhöhung des vorhandenen Dahlhausener Wehres um etwa 0,5 m erzielt, mit welcher Erhöhung die Firma Hardt, Pocorny & Co. sich bei Übernahme der Kosten durch die Genossenschaft einverstanden erklärt hat.

II. In dem § 7 Zeile 3 werden die Worte »Bracher- und Bever-« und im § 14 Zeile 11 das Wort »beiden« gestrichen.

2. Nachtrag zu dem Statut der Wuppertalsperrengenossenschaft vom 29. April 1896.

Der § 14 erhält folgende Fassung:

Der Genossenschaftsvorstand besteht aus

a)    einem Vorsteher,

b)    sechs Beisitzern.

Der Vorsteher wird mit Besoldung angestellt und hat Anspruch auf Ruhegehalt und Hinterbliebenenversorgung nach den für die unmittelbaren Staatsbeamten geltenden Grundsätzen.

Die vom Vorstande festzusetzende Besoldung des Vorstehers bedarf der Genehmigung dei

Aufsi chtsb ehörde.

Der Stellvertreter des Vorstehers und die übrigen Vorstandsmitglieder bekleiden ein Ehrenamt.

von

Die Stadtvertretungen von Barmen und Elberfeld haben dafür, daß die beiden Städte nach Maßgabe des aufgestellten Verteilungsmaßstabes zu den Kosten der beiden Talsperren einen Jahresbeitrag von 10 000 Mk. zahlen, das Recht, je einen von den sechs Beisitzern, sowie je einen Stellvertreter zu bestimmen. Die übrigen vier Beisitzer des Vorstandes nebst vier Stellvertretern werden der Generalversammlung auf vier Jahre nach absoluter Mehrheit der abgegebenen Stimmen gewählt. Alle zwei Jahre scheidet die Hälfte der von der Genossenschaft gewählten Beisitzer und Stellvertreter aus. Die das erste Mal Ansscheidenden werden durch das vom Vorsteher in einer A orstands-

Sitzung zu ziehende Los bestimmt.

Wählbar ist jeder Genosse, welcher den Besitz der bürgerlichen Ehrenrechte nicht durch rechtskräftiges Erkenntnis verloren hat.

Der Vorsteher, sowie der Stellvertreter desselben werden gleichfalls auf der Generalversammlung nach absoluter Stimmenmehrheit und zwar der letztere auf vier Jahre gewählt. Die Wahl derselben kann auf andere, der Genossenschaft nicht angehörige Persönlichkeiten gerichtet werden und bedarf der Genehmigung der Aufsichtsbehörde.

Der Stellvertreter des Vorstehers kann auch aus den Beisitzern gewählt werden.

Die Wahl der von der Generalversammlung zu wählenden Vorstandsmitglieder wie der Stellvertreter erfolgt in getrennten Wahlhandlungen für jedes Mitglied. Wird im ersten Wahlgange eine absolute Stimmenmehrheit nicht erreicht, so erfolgt eine engere Wahl zwischen denjenigen beiden Personen, welche die meisten Stimmen erhalten haben. Bei Stimmengleichheit entscheidet das vom Vorsitzende zu ziehende Los. Die Mitgliedschaft im Vorstande dauert bei Ablauf der Wahlperiode bis zur Wahl des Nachfolgers fort. Die Ausscheidenden sind wieder wählbar. Im übrigen finden die Vorschriften für Gemeindewahlen in den Landgemeinden der Rheinprovinz sinngemäße Anwendung. Wenn kein Widerspruch erfolgt, kann Wahl durch Akklamation erfolgen.

Der Vorstand stellt die Beamten, sowie das erforderliche technische und Bureauhilfspersonal an, weist dasselbe zum Dienst an, führt die Aufsicht über dessen Tätigkeit und entläßt dasselbe.

Die Anstellung der Beamten erfolgt auf Lebenszeit, ist jedoch von der Erreichung des 30. Lebensjahres und einer fünfjährigen Dienstzeit in der Genossenschaft abhängig. Von der Erfüllung dieser Bedingung kann mit Zustimmung der Generalversammlung abgesehen werden. Bis zur Anstellung auf Lebenszeit werden die Beamten, soweit nicht ausdrücklich eine kürzere Kündigungsfrist vorgesehen ist, auf dreimonatliche Kündigung angestellt.

Die Beamten haben, sofern nicht mit Genehmigung der Aufsichtsbehörde ein anderes festgesetzt ist, bei eintretender Dienstunfähigkeit Anspruch auf Ruhegehalt und im Falle des Todes aufWitwen-und Waisenversorgung nach den für die unmittelbaren Staatsbeamten geltenden Grundsätzen.

Die auf Lebenszeit angestellten Beamten können gegen ihren Willen mit Genehmigung der Aufsichtsbehörde aus denselben Gründen aus dem Dienste entlassen werden, unter denen die Dienstentlassung der unmittelbaren Staatsbeamten nach dem Disziplinargesetz zulässig ist.

Der vorstehende, von der Generalversammlung der Wuppertalsperrengenossenschaft vom

15. Februar 1908 beschlossene 2. Nachtrag zu dem Statut der Wuppertalsperrengenossenschaft vom 29. April 1896 (Gesetz-Sammlung S. 122 Nr. 6) ist durch Allerhöchste Verordnung vom 30. Mai 1908 genehmigt worden.

Satzungen des Kuhrtalsperrenvereins.

Genehmigt durch Allerhöchste Ordre vom 11. Dezember 1899 und 14. Oktober 1905, bezw. durch

Ministerial-Erlaß vom 19. August 19071).

1. Zweck.

Der Verein hat den Zweck, den Wasserstand der Ruhr nach Menge und Beschaffenheit durch eigene Erbauung oder Förderung von Talsperrenanlagen im Niederschlagsgebiet der Ruhr zu verbessern und zwar mit möglichst gleichmäßiger Verteilung der Anlagen und Zuwendungen auf die obere Ruhr und deren Seitentäler.

In Verfolg dieses Zweckes kann der Verein auch die Regelung einheitlicher Untersuchungen über die Beschaffenheit des Ruhrwassers, des Wassers der Nebenbäche, sowie des von den Wasserwerken geförderten Leitungswassers übernehmen.

2. Name und Sitz.

Der Verein erhält den Namen »Ruhrtalsperren-Verein« und hat seinen Sitz in Essen. Das Geschäftsjahr ist das Kalenderjahr.

3. Eintritt der Mitglieder.

Mitglieder des Vereins können die Besitzer von Wasserwerken und anderen Anlagen werden, die Wasser aus der Ruhr, deren Nebenflüssen oder dem Grundwasser entnehmen oder benutzen.

Der Beitritt zum Verein erfolgt durch Abgabe einer schriftlichen Erklärung. Über die Aufnahme beschließt der Vorstand. Zu einer Ablehnung bedarf es der Zustimmung der Regierungspräsidenten zu Düsseldorf und Arnsberg.

i) Im Jahre 1913 sind die Grundlagen des Vereins durch Gesetz geregelt.

43*

4. Austritt der Mitglieder.

Der Austritt der Mitglieder ist, vorbehaltlich der Bestimmung unter Nr. 5B, nur zulässig, wenn sie auf die Entnahme oder die Benutzung von Wasser verzichten. Der Austritt kann nur am Schlüsse eines Geschäftsjahres erfolgen und ist drei Monate vorher schriftlich zu erklären. Bestehende Privatrechte der Triebwerksbesitzer werden hierdurch nicht berührt.

5. Beiträge.

Sämtliche Mitglieder sind zur Zahlung jährlicher Beiträge verpflichtet. Dabei ist zu unterscheiden:

A)    Zwischen den Werken, welche das Wasser verbrauchen;

B)    Zwischen den Werken, welche das Wasser gebrauchen (Triebwerke).

A.

Die zu A bezeichneten Anlagen haben je nach der Menge des von ihnen entnommenen Wassers eine Abgabe zu entrichten und zwar:

1.    für die Menge des nach der Feststellung im Jahre 1897 entnommenen Wassers l,ö Pf. für 10 cbm;

2.    für dasjenige Höchstquantum, welches in den Jahren 1898 bis 1902 einschließlich über die zu 1 bezeichnete Menge hinaus in einem Jahre entnommen worden ist, 2,5 Pfg. für 10 cbm;

3.    für jede Mehrförderung über die zu 2 bezeichnete Menge hinaus 4 Pfg. für 10 cbm mit der Maßgabe, daß eine Erhöhung dieses Satzes durch Beschluß der Generalversammlung eintreten kann, wenn infolge weiterer Steigerung der Wasserentziehung die Erbauung noch weiterer Talsperren erforderlich wird oder die Einnahmen des Vereins und sein Kapitalvermögen zur Yersinsung und Tilgung etwa aufzunehmender Anleihen nicht ausreichen.

Sie werden weiter in drei Klassen eingeteilt:

a)    in solche, welche das entnommene Wasser nicht wieder in das Kuhrgebiet zurückliefern; diese müssen von der ganzen Menge des entnommenen Wassers die Abgabe bezahlen;

b)    in solche, welche das nicht verbrauchte Wasser in das Ruhrgebiet zurückliefern; diese müssen von der Hälfte des entnommenen Wassers die Abgabe bezahlen;

c)    in solche (Fabriken, Färbereien, Gerbereien usw.), die ein verhältnismäßig geringes Quantum des entnommenen Wassers verbrauchen und den größten Teil wieder in die Ruhr zurückführen; diese müssen von dem zehnten Teil des entnommenen Wassers die Abgabe bezahlen.

d) Wenn es zweifelhaft ist, ob die in industriellen Betrieben des Ruhrgebietes verwendete Wassermenge der Klasse A b oder A c zuzuweisen ist, so erfolgt die Berechnung des Beitrages in der Weise, daß das der Ruhr dauernd entzogene Wasser nach Klasse A a berechnet wird.

Die mit dem Vorzug eines geringeren Beitragssatzes behaftete, in dem Quantum des Jahres 1897 (Ziffer 5 Al) und der Jahre 1898—1902 einschließlich (Ziffer 5 A2) für die Klassen a, b und c, eine jede für sich, festgelegte Fördermenge wird lediglich auf die gleichen Klassen, nach a, b und c getrennt, des betreffenden späteren Beitragsjahres angerechnet.

Beiträge unter 10 Mark werden nicht erhoben.

wenn

sind. Die Beschlüsse bedürfen der übereinstimmenden Zustimmung des Vorstandes und der Generalversammlung, sowie der Genehmigung der beiden Regierungs-Präsidenten.

Die vorbezeichneten Anlagen sind insoweit von der Abgabepflicht zu befreien, als sie durch eigene Veranstaltungen (Talsperren) für einen Ersatz der der Ruhr oder deren Grundwasser ent-Wassermengen Sorge tragen. Darüber, ob und in wie weit diese A oraussetzung zutiilft, entscheidet der Vereinsvorstand. Diese Beschlußfassung unterliegt der Genehmigung der beiden Regierungspräsidenten zu Düsseldorf und Arnsberg.

Die Beiträge sind insgesamt oder für das einzelne Werk zu erlassen, bezw. zu ermäßigen, und soweit die Kosten für Talsperrenanlagen, welche die Wasserentnahme ausgleichen, gedeckt

nommenen

B.

Beitragsleistung bei

zur

Für die zu B bezeichneten Anlagen beginnt die Verpflichtung 12 Mill. cbm und endet bei 30 Mill. cbm Fassungsvermögen der vollendeten Talsperren. Sie währt solange, bis die zu Gunsten dieser Anlagen vom Ruhrtalsperrenverein übernommenen Verpflichtungen ihr Ende erreichen.

677

Gesetze, Satzungen.

Für die innerhalb dieser Grenzen liegenden 18 Mill. cbm Stauinhalt haben die Triebwerksbesitzer für jede Million Kubikmeter Fassungsvermögen und für jedes Meter Nutzgefälle jährlich 20 Mk. Beitrag zu leisten.

C.

Falls in einzelnen besonderen Fällen die Verhältnisse der Wasserentnahme oder sonstige Billigkeitsgründe eine Abweichung von den unter A und B bezeichneten Grundsätzen geboten erscheinen lassen, ist zu einem dahingehenden Beschluß des Vereinsvorstandes die Genehmigung der beiden vorbenannten Regierungs-Präsidenten erforderlich.

6. Vorstand.

Es wird ein Vorstand von 9 Mitgliedern und 9 Stellvertretern gewählt, die ihr Amt als Ehrenamt verwalten, aber ihre baren Auslagen aus Vereinsmitteln ersetzt erhalten. Von denselben müssen mindestens 8 Mitglieder und ihre Stellvertreter Vereinsmitglieder sein, und zwar müssen je 4 Vorstandsmitglieder und ihre Stellvertreter den Gemeinden, 3 Vorstandsmitglieder und ihre Stellvertreter den privaten Wasserentnehmern und 1 Mitglied und sein Stellvertreter den Triebwerksbesitzern angehören.

*■

Seine Legitimation wird durch eine Bescheinigung der Ortspolizeibehörde zu Essen geführt.

Alle 2 Jahre, zuerst am 1. Januar 1901, scheiden das eine Mal 5, das andere Mal 4 Mitglieder und deren Stellvertreter aus und werden durch die Generalversammlung neu gewählt. Die das erste Mal ausscheidenden Mitglieder werden durch das Los bestimmt. Wiederwahl ist zulässig. Die ausscheidenden Mitglieder bleiben jedoch in allen Fällen in Tätigkeit, bis die neuen gewählt sind.

Der Vorstand wählt für jede Wahlperiode einen Vorsitzenden, der die Verhandlungen leitet und bei Stimmengleichheit den Ausschlag gibt, und einen Schriftführer, sowie je einen Stellvertreter.

Der Vorstand tritt zusammen, wenn der Vorsitzende es für erforderlich hält, oder wenn 2 Vorstandsmitglieder dieses schriftlich beantragen. Die Einladungen zu den Vorstandssitzungen werden von dem Vorsitzenden erlassen; sie erfolgen schriftlich unter Mitteilung der Tagesordnung.

Der Vorstand ist nur bei Anwesenheit von mindestens 7 Personen beschlußfähig. Eine Ausnahme hiervon findet statt, wenn der Vorstand, zum zweiten Male über denselben Gegenstand zusammenberufen, dennoch nicht in genügender Anzahl erschienen ist. Bei der zweiten Berufung muß auf diese Bestimmung ausdrücklich hingewiesen werden. Er entscheidet mit absoluter Stimmenmehrheit der Erschienenen. Zu den Sitzungen sind auch die Regierungs-Präsidenten von Düsseldorf und Arnsberg einzuladen.

Ein Stimmrecht steht den Regierungs-Präsidenten und deren Stellvertretern nicht zu.

Der Vorstand vertritt den Verein gerichtlich und außergerichtlich und kann nach Bedarf Beamte für den Verein anstellen. Zur Anstellung von Beamten auf Lebenszeit oder gegen Pensionsberechtigung und Anspruch auf Versorgung der Hinterbliebenen bedarf der Vorstand der Zustimmung der Generalversammlung.

Schriftliche Erklärungen des Vorstandes sind von dem Vorsitzenden und 2 Mitgliedern zu vollziehen. Er erläßt eine Geschäftsordnung, die der Genehmigung der beiden Regierungs-Präsidenten bedarf.

7. Berechnung und Zahlung der Beiträge.

Alljährlich im Januar reichen die Mitglieder des Vereins, welche nicht lediglich Besitzer von Triebwerken sind, dem Vorsitzenden des Vereins eine Aufstellung über das von ihnen in dem abgelaufenen Jahr aus der Ruhr und deren Grundwasser entnommene Wasserquantum ein. Alljährlich werden für das abgelaufene Kalenderjahr die stattgehabte Wasserentnahme und die Nutzgefälle der Triebwerke durch den Verein ermittelt. Der Vorstand stellt alsdann die Hebeliste der Beiträge sämtlicher Vereinsmitglieder auf und veranlaßt die Einziehung der Beiträge von den Vereinsmitgliedern unter Mitteilung eines Exemplars der Hebeliste.

Abschrift der Hebeliste erhalten die beiden Regierungs-Präsidenten.

Der Vorstand des Vereins ist berechtigt, sich durch seine Beamten davon zu überzeugen, daß die ihm gemachten Mitteilungen über das entnommene Wasserquantum den tatsächlichen Verhältnissen entsprechen. Zu diesem Zwecke ist derselbe berechtigt, die Wasserwerke zu besuchen und von allen Betriebseinrichtungen Kenntnis zu nehmen.

Die Wasserwerke sind verpflichtet, dem Verein diejenige Auskunft zu erteilen, welche er zu dem Zwecke der Feststellung des entnommenen Wasserquantums bedarf, und auf Erfordern diejenigen Einrichtungen zu treffen, welche eine richtige Feststellung des entnommenen Quantums ermöglichen.

Einwendungen der Vereinsmitglieder gegen die Höhe ihrer Beiträge sind innerhalb 4 Wochen nach Empfang der Mitteilung bei dem Vorstände anzubringen.

Über diese Einwendungen entscheidet endgültig ein Schiedsrichter, der von dem Regierungspräsidenten desjenigen Bezirks ernannt wird, in welchem das betreffende Werk belegen ist. Die Kosten dieses Schiedsgerichts trägt der unterliegende Teil.

Durch Einspruch gegen die Hebeliste oder Antrag auf schiedsgerichtliche Entscheidung wird die Frist zur pflichtmäßigen Zahlung der strittigen Beiträge nicht aufgeschoben. Entscheidet der Schiedsrichter gegen den Vorstand, so ist die strittige Summe einschließlich 4 v. H. Zinsen, vom Tage der Einzahlung an gerechnet, von der Kasse des Ruhrtalsperrenvereins zurückzuerstatten.

8. Vereinsvermögen.

Die Verwaltung der Kasse und des Vereinsvermögens liegt dem Vorstande ob.

Die verfügbaren Bestände des Vereinsvermögens sind nach den Bestimmungen des Vormundschaftsrechts mündelsicher anzulegen.

Über die Verwendung der Vereinsmittel, sowie über die Aufnahme von Anleihen beschließt der Vorstand. Die Beschlüsse bedürfen, soweit es sich nicht um Ausgaben für die laufende Verwaltung handelt, der Zustimmung der Regierungspräsidenten.

9. Generalversammlung.

Alle zwei Jahre, und zwar zunächst im Jahre 1900, werden die Vereinsmitglieder durch den Vorsitzenden des Vorstandes zu einer ordentlichen Generalversammlung zusammenberufen.

Auf Beschluß des Vorstandes oder auf einen schriftlichen Antrag von */* der Vereinsmitglieder kann auch eine außerordentliche Generalversammlung einberufen werden.

Die Einladung erfolgt durch eingeschriebenen Brief unter Angabe der Verhandlungsgegenstände mindestens 14 Tage vor dem Termine. Die Mitglieder können sich auf Grund schriftlicher Vollmacht vertreten lassen. Den beiden Regierungspräsidenten, welche zu jeder Generalversammlung einzuladen sind und den von diesen ernannten Stellvertretern steht die Teilnahme an der Versammlung, jedoch ohne Stimmrecht, frei.

Die Generalversammlung wird durch den Vorsitzenden des Vorstandes geleitet.

Der Generalversammlung liegt ob:

a)    die Wahl der Mitglieder des Vorstandes und deren Stellvertreter;

b)    die Entgegennahme des Rechenschaftsberichts des Vorstandes;

c)    die Wahl des Kassenführers;

d)    die Wahl der Rechnungsrevisoren und deren Stellvertreter;

e)    die Prüfung und Dechargierung der Rechnungen;

f)    die Genehmigung des für zwei Jahre festzustellenden Etats;

g)    die Genehmigung zur Aufnahme von Anleihen;

h)    die Genehmigung zur Erhöhung der Beiträge (Nr. 5 A. 3 der Satzungen);

i)    die Genehmigung zur Anstellung von Beamten auf Lebenszeit oder gegen Pensionsberechtigung und Anspruch auf Versorgung der Hinterbliebenen (Ziffer 6, Absatz 8).

Stimmberechtigt in der Generalversammlung ist jedes Mitglied, welches im vorhergegangenen Jahre mindestens 10 Mk. Beitrag gezahlt hat. Mitglieder, welche im vorhergegangenen Jahre mehr als 1000 Mk. Beitrag gezahlt haben, erhalten für jede angefangene 10 000 Mk. Beitrag eine weitere Stimme.

Über die Stimmberechtigung wird nach fünf Jahren von der Generalversammlung ein erneuter Beschluß gefaßt. Diese Beschlußfassung unterliegt der Genehmigung der beiden Regierungspräsidenten.

Für die Beschlüsse der Generalversammlung gilt absolute Stimmenmehrheit ohne Rücksicht auf die Zahl der erschienenen Stimmen. Im Falle der Stimmengleichheit entscheidet die Stimme des Vorsitzenden.

Über die Beschlüsse der Generalversammlung ist ein Protokoll aufzunehmen und vom Vorsitzenden und von zwei von der Generalversammlung zu bezeichnenden Teilnehmern zu vollziehen. Abschrift des Protokolls ist den beiden Regierungspräsidenten einzureichen.

10. Rechenschaftsbericht.

Der Vorstand hat in jeder ordentlichen Generalversammlung einen Rechenschaftsbericht zu erstatten. Je ein Exemplar desselben ist den beiden Regierungspräsidenten zu überreichen.

11. Rechnungsrevision.

Es werden drei Rechnungsrevisoren und drei Stellvertreter gewählt. Diesen hat der Vorstand spätestens acht Wochen vor jeder ordentlichen Generalversammlung die Rechnungen der beiden vorhergehenden Geschäftsjahre zur Revision vorzulegen.    #

Die Generalversammlung entscheidet auf den Bericht der Rechnungsrevisoren über Erteilung der Entlastung an den Vorstand und Kassenführer.

12. Aufsicht.

Die Aufsicht über die laufende Geschäftsführung des Vereins steht dem Regierungspräsidenten in Düsseldorf zu.

13. Änderungen der Satzungen.

Änderungen dieser Satzungen können nur von der Generalversammlung mit ³/i der erschienenen Stimmen beschlossen werden und bedürfen, soweit es sich um Sitz und Zweck des Vereins handelt, der Allerhöchsten Genehmigung, im übrigen der Genehmigung der zuständigen Herren Minister.

14. Auflösung des Vereins.

Im Fall der Auflösung des Vereins fällt das Vereins vermögen an den staatlichen Ruhrfonds, der dasselbe nur dem Zwecke des Vereins entsprechend verwenden darf.

Zur Auflösung des Vereins müssen ³/4 der vorhandenen Stimmen erschienen sein. Falls die erste Versammlung nicht beschlußfähig ist, ist eine zweite Generalversammlung einzuberufen, die unter allen Umständen beschlußfähig ist.

Zu einem die Auflösung aussprechenden Beschlüsse ist die Allerhöchste Genehmigung ein

zuholen.

Auszug aus dem neuen preußischen Wassergesetz.

Erster Abschnitt. Wasserläufe. Erster Titel. Begriff und Arten der Wasserläute.

§ 2.

Im Sinne dieses Gesetzes sind:

1.    Wasserläufe erster Ordnung: die in dem anliegenden Verzeichnis unter I aufgeführten Strecken natürlicher und die dort unter II bezeichneten Strecken künstlicher Wasserläufe;

2.    Wasserläufe zweiter Ordnung: die Strecken natürlicher und künstlicher Wasserläufe, die in dem nach § 4 aufzustellenden Verzeichnis eingetragen sind;

3.    Wasserläufe dritter Ordnung: alle anderen Strecken natürlicher und künstlicher Wasserläufe.

Natürliche Wasserläufe, die sich von einem natürlichen Wasserlauf abzweigen und wieder mit ihm vereinigen, (Nebenarme) sowie Mündungsarme eines natürlichen Wasserlaufs sind der Ordnung zuzuzählen, welcher der Hauptwasserlauf an der Abzweigungsstelle angehört, wenn sich nicht aus der Anlage ein anderes ergibt oder nach § 3 Abs. 1 oder § 4 ein anderes bestimmt wird.

Dritter Titel. Benutzung der Wasserläufe. IV. Verleihung.

§ 65.

Dem Antrag auf Verleihung sind die erforderlichen Zeichnungen und Erläuterungen beizufügen.

§ 72.

Der Verleihungsbeschluß hat zu enthalten:

1.    die genaue Bezeichnung der verliehenen Rechte sowie der Unternehmungen, für die sie verliehen werden, und, wenn die Rechte mit dem Eigentum an Grundstücken verbunden werden sollen (§ 46 Abs. 3), auch die genaue Bezeichnung dieser Grundstücke;

2.    die nach dem § 47, Abs. 2, 3, dem § 49, Abs. 1, 3, 4, dem § 50 Abs. 1 und den §§ 55 bis 60 getroffenen Bestimmungen;

3.    den Ausschluß von Rechten nach Maßgabe der Verwarnung im § 67 Abs. 1;

4.    die Entscheidung über Anträge nach § 61 und § 67 Abs. 2, wenn deren Ablehnung erfolgt ;

5.    die Bezeichnung der Streitigkeiten, die nach § 70 Abs. 2 zur richterlichen Entscheidung verwiesen sind;

6.    die Entscheidung über die Widersprüche und Ansprüche und im Falle des § 70 Abs. 3 den Vorbehalt der Entscheidung;

7.    im Falle des § 53 die genaue Bezeichnung der Grundstücke oder Anlagen, deren Eigentum der Unternehmer zu erwerben verpflichtet ist;

8.    Die Festsetzung der von dem Unternehmer zu leistenden Entschädigungen.

§ 73.

Bei der Verleihung eines Staurechts hat der Beschluß ferner Bestimmungen zu enthalten:

1.    über die bauliche Einrichtung der Anlagen, welche die abfließende Wassermenge oder die Vorflut beeinflussen;

2.    über die innezuhaltenden Stauzeiten;

3.    über die festgesetzten Stauhöhen und zwar, wenn der Wasserstand auf einer bestimmten Mindesthöhe gehalten werden muß, auch über diese;

4.    über die zu benutzende Wassermenge, wenn ihre Beschränkung erforderlich ist;

5.    über die zum Schutze gegen nachteilige Wirkungen des Staues etwa erforderlichen Maßnahmen;

6.    in geeigneten Fällen über die Länge der Zeit, für die sich der Unternehmer eine Betriebsstörung ohne Anspruch auf Entschädigung gefallen lassen muß (§ 102 Abs. 2);

7.    in geeigneten Fällen und stets, wenn es sich um eine Talsperre (§ 109) handelt, darüber, ob und unter welchen Bedingungen die Stauanlage dauernd außer Betrieb gesetzt oder beseitigt werden darf (§ 99 Abs. 3).

VI. Stauanlagen. 1. Allgemeine Vorschriften.

§ 91.

Für Anlagen im Wasserlauf, die durch Hemmung des Wasserabflusses eine Hebung des Wasserspiegels oder eine Ansammlung von Wasser bezwecken (Stauanlagen), gelten, wenn sie nicht nur vorübergehenden Zwecken dienen, folgende besondere Vorschriften.

§ 92.

Jede auf Grund eines verliehenen Hechtes oder mit gewerbepolizeilicher Genehmigung errichtete Stauanlage muß mit mindestens einer Staumarke — Merk-, Pegel-, Spiegel-, Meß-, Eichpfahl, Eichmarke, Stauziel — versehen werden, an dem sowohl die während des Sommers als auch die während des Winters innezuhaltenden Stauhöhen, und wenn der Wasserstand auf bestimmten Mindesthöhen gehalten werden muß, auch diese, deutlich angegeben sind.

Die Erhaltung der Höhenpunkte ist durch Beziehung auf möglichst unverrückbare und unvergängliche Festpunkte zu sichern.

Die Staumarke wird von der Wasserpolizeibehörde gesetzt, die darüber eine Urkunde aufzunehmen hat. Der Unternehmer der Stauanlage und, soweit tunlich, auch die anderen Beteiligten sind zuzuziehen.

Die Setzung der Staumarke kann nur durch Beschwerde im Aufsichtswege angefochten werden. Die Oberkante der Schützen und schützenähnlichen Verschlußvorrichtungen darf bei geschlossener Stauanlage nicht über der höchsten, durch die Staumarke zugelassenen Stauhöhe liegen.

§ 94.

Der Stauberechtigte und derjenige, der die Stauanlage betreibt, haben für Erhaltung, Sichtbarkeit und Zugänglichkeit der Staumarken und Festpunkte zu sorgen, jede Beschädigung oder Änderung der Staumarken und Festpunkte der Wasserpolizeibehörde unverzüglich anzuzeigen und bei amtlichen Prüfungen unentgeltlich Arbeitshilfe zu stellen.

Eine die Beschaffenheit der Staumarken und Festpunkte beeinflussende Handlung darf nur mit Genehmigung der Wasserpolizeibehörde vorgenommen werden. Für die Erneuerung, Versetzung oder Berichtigung von Staumarken gilt § 92 Abs. 3, 4 entsprechend.

§ 95.

Die Kosten des Verfahrens zur Setzung oder Versetzung einer Staumarke hat der Stauberechtigte zu tragen. Die durch unbegründete Anträge oder Widersprüche entstandenen Kosten können jedoch dem Antragsteller oder Widersprechenden auferlegt werden.

Die Kosten der Erhaltung und Erneuerung der Staumarke fallen dem Stauberechtigten zur Last.

Wegen der Festsetzung der Kosten ist nur die Beschwerde im Aufsichtswege zulässig.

§ 97.

Besteht die Gefahr, daß eine Stauanlage wegen ihrer Bauart durch Hochwasser beschädigt oder zerstört wird und daß hierdurch anderen Nachteile entstehen, und kann diese Gefahr durch einen Umbau oder eine Sicherung der Stauanlage beseitigt oder vermindert werden, ohne daß ihre Leistungsfähigkeit verringert wird, so kann der Stauberechtigte zum Umbau oder zur Sicherung der Stauanlage auf Antrag angehalten werden.

Antragsberechtigt sind die zur Unterhaltung des Wasserlaufs Verpflichteten sowie andere

Beteiligte.

Die Kosten des Umbaues sind auf den Stauberechtigten, den zur Unterhaltung des Wasserlaufs Verpflichteten und auf alle anderen, die sonst an der Unterhaltung oder Sicherung der Stauanlage interessiert sind, nach Maßgabe ihres Vorteils zu verteilen.

Den Kosten ist der dem Stauberechtigten durch den Betriebsstillstand während des Umbaues entstehende, nach billigem Ermessen zu schätzende Schaden hinzuzurechnen. Dasselbe gilt für die durch den Umbau etwa entstehenden Mehrkosten der Unterhaltung. Soweit die Unterhaltung der Stauanlage durch den Umbau oder die Sicherung erleichtert wird, oder andere Vorteile für den Stauberechtigten entstehen, ist der darin liegende Vorteil von den Kosten abzurechnen.

§ 99.

Eine Stauanlage, die mit einer Staumarke versehen ist, darf nur mit Genehmigung der Wasserpolizeibehörde dauernd außer Betrieb gesetzt oder beseitigt werden.

Die Genehmigung darf nur versagt werden, wenn andere durch die Außerbetriebsetzung oder Beseitigung der Stauanlage geschädigt werden würden und sie sich dem Stauberechtigten und der Wasserpolizeibehörde gegenüber verpflichten, nach Wahl des Stauberechtigten die Kosten der Erhaltung der Stauanlage ihm zu ersetzen oder statt seiner die neue Stauanlage erhalten.

§ 101.

Das Wasser darf bei Stauanlagen nicht über die durch die Staumarke festgesetzte Höhe aufgestaut werden.

Sobald das Wasser über diese Höhe wächst, muß der Unternehmer unter Beachtung der Vorschrift des § 100 durch Öffnen der beweglichen Teile der Stauanlage und durch Wegräumen aller Hindernisse (Treibzeug, Eis, Geschiebe und dergleichen) den Abfluß des Wassers ohne Anspruch auf Entschädigung sogleich und unausgesetzt so lange befördern, bis das Wasser wieder auf die Höhe der Staumarke gesunken ist.

§ 104.

Der Staat und andere öffentlichrechtliche Verbände können als Unternehmer einer Stauanlage, bei der das Staubecken mehr als 100000 cbm Wasser faßt, einen angemessenen Zuschuß zu den Kosten der Unterhaltung und des Betriebs der Anlage, einschließlich einer angemessenen Verzinsung und einer Tilgung des Baukapitals, von den zur Benutzung eines Wasserlaufs Berechtigten verlangen, die von der Änderung des Wasserabflusses Vorteil haben. Der Zuschuß ist nach dem ausgenutzten Vorteil zu bemessen.

Im Streitfall entscheidet der Bezirksauschuß im Verwaltungsstreitverfahren.

§ 105.

Bei Stauanlagen für gewerbliche Wassertriebwerke ist in dem Genehmigungsverfahren nach der Reichsgewerbeordnung der § 73 Nr. 2, 3 anzuwenden, wenn nicht eine Verleihung des Staurechts erforderlich ist. Sind die Beteiligten darüber einig oder ist im Rechtswege festgestellt, daß zwar ein Staurecht besteht, über die zulässige Stauhöhe jedoch rechtsverbindliche und klare Bestimmungen nicht vorliegen, so ist der innezuhaltende Wasserstand von der Genehmigungsbehörde nach den Grundsätzen des § 93 Abs. 2 zu bestimmen.

2. Talsperren.

§ 106.

Für Stauanlagen, bei denen die Höhe des Stauwerkes von der Sohle des Wasserlaufs bis zur Krone mehr als 5 m beträgt und das Sammelbecken, bis zur Krone des Stauwerkes gefüllt, mehr als 100000 cbm umfaßt (Talsperren), gelten die nachstehenden Vorschriften.

§ 107.

Talsperren dürfen nur auf Grund eines Planes errichtet werden, der genaue Angaben über die gesamte Anlage, deren Bau, Unterhaltung und Betrieb enthalten muß und auch alle Einrichtungen zu berücksichtigen hat, durch die Nachteile und Gefahren für andere verhütet werden können. Der Plan bedarf, sofern nicht für die Talsperre die Verleihung oder die gewerbepolizeiliche Genehmigung erforderlich ist, der Genehmigung des Regierungspräsidenten.

Dasselbe gilt bei wesentlichen Veränderungen von Talsperren.

Vorstehende Bestimmungen sind auf die Talsperren anzuwenden, die nach dem Gesetz, betreffend Maßnahmen zur Verhütung von Hochwassergefahren in der Provinz Schlesien, vom 3. Juli 1900 (Gesetzsamml. S. 171) errichtet worden sind oder noch errichtet werden.

§ 108.

Talsperren unterstehen der Aufsicht des Regierungspräsidenten. Dieser hat besonders darauf zu achten, daß der Bau, die Unterhaltung und der Betrieb nach dem Plane geschehen; er ist befugt, dem Unternehmer auch nach Ausführung des Planes Sicherheitsmaßregeln aufzugeben, die er zum Schutze der unterhalb liegenden Grundstücke gegen Gefahren für notwendig hält.

Zur Deckung der Kosten der Aufsicht können von dem Unternehmer Gebühren erhoben werden. Die Höhe bestimmt der Regierungspräsident.

§ 109.

In den Fällen der §§ 107, 108 tritt an die Stelle des Regierungspräsidenten im Geltungsgebiete des Gesetzes vom 3. Juli 1900 der Oberpräsident.

§ no.

Die §§ 107, 108 gelten auch für andere als die im § 106 bezeichnten Stauanlagen, wenn der Regierungspräsident feststellt, daß bei ihnen wegen der Gestaltung des Wasserlaufs oder seiner Umgebung im Falle eines Bruches des Stauwerks erhebliche Gefahren zu befürchten sind. Gegen die Feststellung, die im Amtsblatt und in ortsüblicher Weise sowie, wenn Landkreise beteiligt sind, auch in den Kreisblättern bekannt zu machen ist, kann nur Beschwerde im Aufsichtswege erhoben werden.

Bei Stauanlagen, die erst nach Inbetriebsetzung auf Grund der Vorschriften des Abs. 1 den Bestimmungen über Talsperren unterworfen werden, können nur die im § 97 angegebenen Maßnahmen und diese nur nach §§ 97, 98 gefordert werden.

§ Hl-

Erstreckt sich das Unternehmen auf mehrere Regierungsbezirke, so bestimmt der Oberpräsident und, wenn mehrere Provinzen beteiligt sind, der Minister für Landwirtschaft, Domänen und Forsten den Regierungspräsidenten, der die in den §§ 107, 108 bezeichneten Aufgaben wahrzunehmen hat.

Soll die Talsperre durch eine Wassergenossenschaft ausgeführt werden, so ist stets der Regierungspräsident zuständig, der die Aufsicht über die Genossenschaft führt (§ 217 Abs. 3).

§ 112.

Gegen die Entscheidungen des Regierungspräsidenten auf Grund der §§ 107, 108 ist nur binnen zwei Wochen die Beschwerde bei Wasserläufen erster Ordnung an den Minister der öffentlichen Arbeiten, sonst an den Minister für Landwirtschaft, Domänen und Forsten zulässig.

Dritter Abschnitt. Wassergenossenschaften. Erster Titel. Allgem eine Vorschriften.

§ 207.

Die Bildung der Genossenschaft erfordert den Nachweis, daß das LTnternehmen dem öffentlichen Wohle dient oder einen gemeinwirtschaftlichen Nutzen bezweckt.

Sie erfolgt:

1.    durch Genehmigung der Satzung auf Grund eines einstimmigen Beschlusses der Beteiligten;

2.    durch Genehmigung der Satzung auf Grund eines Beschlusses der Mehrheit unter zwangsweiser Heranziehung der Minderheit;

3.    durch Erlaß der Satzung ohne Zustimmung der Mehrheit.

§ 214.

Die Satzung muß Bestimmungen enthalten über:

1.    den Namen und Sitz der Genossenschaft;

2.    den Genossenschaftszweck unter Bezugnahme auf den Plan des Unternehmens;

3.    etwaige Änderungen des Planes;

4.    die Benutzung und Unterhaltung der genossenschaftlichen Anlagen;

5.    die von den Genossen zu übernehmenden Beschränkungen des Grundeigentums und die ihnen sonst obliegenden Verpflichtungen;

6.    das Verhältnis der Teilnahme an den Nutzungen und Lasten sowie am Stimmrecht;

7.    die Aufstellung des Haushaltsplanes und die Feststellung und Entlastung der Rechnung;

8.    die Zusammensetzung und die Wahl des Vorstandes, die Befugnisse des Vorstandes und, wenn der Vorstand aus mehreren Mitgliedern besteht, auch die seines Vorsitzenden, die Formen für den Ausweis der Vorstandsmitglieder und die Beurkundung ihrer Beschlüsse ;

9.    die Voraussetzungen und die Form für die Zusammenberufung der Mitgliederversammlung oder des an ihre Stelle tretenden Ausschusses und die Beurkundung ihrer Beschlüsse;

10.    die Gegenstände, die der Beschlußfassung der Mitgliederversammlung oder des Ausschusses unterliegen sollen;

11.    die Zusammensetzung und die Wahl der Schaukommissionen (§ 237);

12.    die Form für die Bekanntmachungen der Genossenschaft;

13.    die öffentlichen Blätter, in welche die Bekanntmachungen aufzunehmen sind, soweit sie nach dem Gesetz, der Satzung oder den Beschlüssen der Genossenschaftsorgane durch öffentliche Blätter zu ergehen haben.

Der Satzung ist ein Verzeichnis der beteiligten Grundstücke, Bergwerke und gewerblichen Anlagen mit Angabe der jeweiligen Eigentümer sowie der beteiligten Verbände beizufügen. Das Verzeichnis ist auf dem laufenden zu erhalten.

§ 225.

Die Teilnahme an den Genossenschaftslasten ist nach dem Maßstab des für die Genossen aus den Genossenschaftsanlagen erwachsenden Vorteils zu regeln. Bei Genossenschaften zur Reinhaltung eines Gewässers bestimmt sich die Teilnahme an den Genossenschaftslasten vorzugsweise nach dem Maßstab der von den einzelnen Genossen hervorgerufenen Verunreinigung und der zur Beseitigung dieser Verunreinigung dienenden Aufwendungen der Genossenschaft.

Das Stimmrecht der Genossen ist nach dem Verhältnis ihrer Teilnahme an den Genossen-sehaftslasten festzustellen. Jeder beitragspflichtige Genosse muß mindestens eine Stimme haben.

Durch einstimmigen Beschluß der zur Abstimmung erschienenen Beteiligten kann ein anderer als der in den Vorschriften des Abs. 1 und des Abs. 2 Satz 1 festgestellte Maßstab bestimmt werden.

Vierter Titel. Verfahren zur Bildung von Genossenschaften.

§ 248.

Das Verfahren zur Bildung einer Genossenschaft wird durch den Regierungspräsidenten geleitet. Liegt das Genossenschaftsgebiet in mehreren Regierungsbezirken, so wird der zuständige Regierungspräsident durch den Oberpräsidenten, wenn mehrere Provinzen beteiligt sind, durch den zuständigen Minister endgültig bestimmt.

§ 249.

Das Verfahren zur Bildung der Genossenschaft kann von Amts wegen oder auf Antrag eingeleitet werden. Dem Verfahren ist ein Plan zugrunde zu legen, der enthalten muß:

1.    die erforderlichen Zeichnungen und Erläuterungen;

2.    einen Kostenanschlag des Unternehmens;

3.    die Bezeichnung der an der Genossenschaft zu beteiligenden Grundstücke, Bergwerke und gewerblichen Anlagen sowie der dazu heranzuziehenden Wassergenossenschaften oder anderen Verbände (§ 210).

wenn

Dem Plane sind zur Vorbereitung der Abstimmung beizufügen: wenn Grundstücke beteiligt sind, die zur Ermittlung der Fläche und des Grundsteuerreinertrags nötigen Katasterauszüge, oder die Grundstücke sämtlich einem Auseinandersetzungsverfahren unterliegen und in diesem besonders abgeschätzt sind, Auszüge aus den hierbei aufgestellten Verzeichnissen über den Wert oder Ertrag der Grundstücke. Sollen Bergwerke, gewerbliche Anlagen, Wassergenossenschaften oder andere

Verbände an der Genossenschaft beteiligt werden, so bedarf es eines Voranschlags des von dem Unternehmen zu erwartenden Vorteils und der Angabe des Maßstabs, nach dem dieser Vorteil auf die Grundstücke, Bergwerke, gewerblichen Anlagen und Verbände verteilt werden soll.

Wird das Verfahren auf Antrag eingeleitet, so hat der Antragsteller auf Verlangen des Regierungspräsidenten den Plan und die im Abs. 2 bezeichneten Unterlagen einzureichen.

§ 250.

Auf Antrag kann der Bezirksausschuß beschließen, daß die Besitzer von Grundstücken Vorarbeiten, die zur Vorbereitung der Genossenschaftsbildung erforderlich sind, dulden müssen. Der ihnen hierdurch etwa erwachsende Schaden ist zu vergüten. Zur Sicherstellung der Entschädigung kann der Bezirksausschuß vor Beginn der Arbeiten vom Antragsteller eine Sicherheit bestellen lassen und deren Höhe bestimmen.

Die Gestattung der Vorarbeiten wird von dem Bezirksausschuß in dem für seine öffentlichen Bekanntmachungen bestimmten Blatte bekannt gemacht. Von jeder Vorarbeit hat der Antragsteller unter Angabe von Zeit und Ort mindestens zwei Tage vorher den Gemeinde- (Guts-) Vorstand in Kenntnis zu setzen. Dieser hat die beteiligten Grundbesitzer davon besonders oder in ortsüblicher Weise allgemein zu benachrichtigen und ist ermächtigt, dem Antragsteller auf dessen Kosten einen beeideten Sachverständigen zur Seite zu stellen, um Beschädigungen sogleich festzustellen und abzuschätzen. Der abgeschätzte Schaden ist, vorbehaltlich anderweiter Feststellung im Rechtswege, den Berechtigten sofort auszuzahlen, widrigenfalls der Gemeinde-(Guts-) Vorstand auf Antrag des Beteiligten die Fortsetzung der Vorarbeiten zu hindern verpflichtet ist.

Zum Betreten von Gebäuden und eingefriedigten Hof- oder Gartenräumen bedarf der Antragsteller, soweit dazu der Grundbesitzer seine Einwilligung nicht ausdrücklich erteilt, in jedem einzelnen Falle einer besonderen Erlaubnis der Ortspolizeibehörde. Diese hat die Besitzer zu benachrichtigen und zur Offenstellung der Räume zu veranlassen.

Eine Zerstörung von Baulichkeiten jeder Art und ein Fällen von Bäumen ist nur zulässig, nachdem der Bezirksausschuß dies durch Beschluß genehmigt hat.

Der Beschluß ist endgültig.

Fünfter Abschnitt. Zwangsrechte.

§ 331.

Zugunsten eines Unternehmens, das die Entwässerung von Grundstücken, die Beseitigung von Abwässern oder die bessere Ausnutzung einer Trieb Werksanlage bezweckt, kann der Unternehmer von den Eigentümern eines Wasserlaufs sowie von den Eigentümern der zur Durchführung des Unternehmens erforderlichen Grundstücke verlangen, daß sie die zur Herbeiführung eines besseren Wasserabflusses dienenden Veränderungen des Wasserlaufs (Vertiefungen, Verbreiterungen, Durchstiche, Verlegungen) gegen Entschädigung dulden, wenn das Unternehmen anders nicht zweckmäßig oder nur mit erheblichen Mehrkosten durchgeführt werden kann und der davon zu erwartende Nutzen den Schaden des Betroffenen erheblich übersteigt.

Bezweckt das Unternehmen nur die gewöhnliche Entwässerung von Grundstücken, für die der Wasserlauf der natürliche Vorfluter ist, so erwirbt der Unternehmer mit der Feststellung des ihm nach Abs. 1 zustehenden Rechtes zugleich das Recht, den Wasserspiegel auf der Strecke, für die das Recht festgestellt ist, zu senken oder durch Einleitung von Wasser in den Wasserlauf zu heben, soweit dadurch kein anderer Nachteil als eine Veränderung des Grundwasserstandes verursacht wird. Eine Entschädigung für Nachteile, die lediglich durch die Veränderung des Grundwasserstandes hervorgerufen werden, hat der Unternehmer nicht zu leisten.

§ 332.

Zugunsten eines Unternehmens, das die Entwässerung oder Bewässerung von Grundstücken, die Wasserbeschaffung zu häuslichen oder gewerblichen Zwecken oder die Beseitigung von Abwässern bezweckt, kann der Unternehmer unter den Voraussetzungen des § 331 Abs. 1 von den Eigentümern der dazu erforderlichen Grundstücke verlangen, daß sie die oberirdische oder unterirdische Durchleitung von Wasser und die Unterhaltung der Leitungen gegen Entschädigung dulden. Vorstehende Bestimmung ist auch gegen den Eigentümer eines Wasserlaufs anzuwenden.

Unreines Wasser darf jedoch nur mittels geschlossener, wasserdichter Leitungen durchgeleitet werden, wenn die Durchleitung sonst Nachteile oder Belästigungen fiir die Grundstückseigentümer zur Folge haben würde.

Ein auf Grund des Abs. 1 erhobener Anspruch kann zurückgewiesen werden, wenn durch das Unternehmen wichtige öffentliche Interessen geschädigt werden würden.

§ 334.

Will der Eigentümer oder Nutzungsberechtigte eines Ufergrundstücks auf Grund eines ihm verliehenen Rechtes eine Stauanlage errichten, so kann er von den Eigentümern der gegenüberliegenden Ufergrundstücke verlangen, daß sie den Anschluß an diese gegen Entschädigung gestatten.

Sechster Abschnitt. Wasserpolizeibehörden. § 342.

Wasserpolizeibehörde ist:

1.    für Wasserläufe erster Ordnung der Regierungspräsident;

2.    für Wasserläufe zweiter Ordnung und die nicht zu den Wasserläufen gehörenden Gewässer der Landrat, in Stadtkreisen die Ortspolizeibehörde. Die Städte, deren Polizei-verwaltung der Aufsicht des Landrats nicht untersteht, stehen den Stadtkreisen gleich;

3.    für Wasserläufe dritter Ordnung die Ortspolizeibehörde.

Bei Talsperren ist der Regierungspräsident, der die Aufsicht über die Talsperre führt, Wasser

polizeibehörde.

§ 353.

Als Berater der Wasserpolizeibehörden werden technisch genügend vorgebildete Beamte bestellt. Die näheren Bestimmungen werden durch Ausführungsanweisung getroffen.

Neunter Abschnitt. Landeswasseramt.

§ 370.

Das Landeswasseramt hat seinen Sitz in Berlin und besteht:

1.    aus einem Präsidenten und der erforderlichen Zahl von ständigen Mitgliedern, welche die Befähigung zum Richteramt oder zum höheren Verwaltungsdienst besitzen;

2.    aus Laienmitgliedern, die in Wasserangelegenheiten erfahren sind.

Die Berufung sämtlicher Mitglieder erfolgt durch den König. Der Präsident und die ständigen Mitglieder werden im Hauptamt auf Lebenszeit, die Laienmitglieder auf sechs Jahre ernannt.

Die Laienmitglieder verwalten ihr Amt als unentgeltliches Ehrenamt.

Niemand kann gleichzeitig Mitglied des Bezirksausschusses und des Landeswasseramts sein.

BIBLIOTEKA POLIIEGMHGZU

KRAKÓW

Sachregister.

Abdichtung der Berghänge der : Abflußmengen, Mescheder Talsperre 586.

—, Dämme mit künstlicher 301.

—    undichter Berghänge, neue Art 585.

—- der Dämme durch einen inneren Kern 309.

—    der Sperrmauern 200.

—    des Mauerfußes 513.

—    undichter Felshänge 585.

Abdichtumgsarbeiten, nachträgliche, an Sammelbecken 584.

—, nachträgliche, an der Gothaer Talsperre 587.

Abfallschächte 386.

—, Eisenpanzerungen 405.

—    und Stollen (Druckstollen)

419.

und    Nieder -

schlagshöhen im Langen Tale

bei Nordhausen a. Harz 66.

—    und Regenhöhen im Sengbachtale 64.

—    der Urfttalsperre 66. AbflußmengenmessungenimFluß-

gebiet der Wiese (südl. Schwarzwald) 69.

Abfluß - und Niederschlagsverhält-nisse im Gebiet der Märkischen Wasserstraßen 68.

Allgemeine Entwürfe ( Massen -berechnung) 610.

— wirtschaftliche Betrachtungen.

Literatur 657. Almanzatalsperre 219.

Alten weiher, Mauermasse 513. Amerika, Betonkernbauweise 313. Amerikanische Bauweise bei Dämmen 312.

--bei Sperrmauern 501.

Analytische Berechnung der Sperrmauern 236, 242.

— und Regenmengen Ostpreu- Anfertigung von Probemauerkörpern 515.

ßens 70.

Abführungsvermögen der Rohr- Angebotspreise leitungen; Berechnung 415.

Abgabe von Zuschußwasser, Be-

vom Bau des Wasser- undElektrizitätswerkes

der Stadt Sohngen 615. Anlagen, ausgeführte, Kostenan

triebspläne 114.

Abfindung der Unterlieger; Tal- Ablagerungen in den Becken 98.

sperre der Stadt Nordhausen Abmessungen eines Staumauer- Anlage eines Hochwasserschutzquerschnittes; Berechnung 261.

Abräumung des Talbeckens 433.    — von Steinbrüchen 173, 457.

Abräumungskosten für die Stau- Anlagekapital, Abschreibung 632-

—, Verzinsung 631.

Anleitung für Bau und Betrieb

am Harz 633.

Abfluß von der Flächeneinheit 73. —, Berechnung der Öffnungen in Sperrmauern 420.

— und Niederschlag, Beziehung zueinander 74.

Abflußbeiwert an Wehren 56. Abflußbeiwerte, monatliche 76. Abflußgeschwindigkeit 57. Abflußmengen, Ermittlung 56.

—, vorläufige Bestimmung 75.

—- nach Sätzen in v. H. 71.

becken 622.

Abrechnung, Massenberechnung 611.

Abschließende Untersuchung vor der Betriebseröffnung 191. Abschreibung des Anlagekapitals 632.

gaben 618.

beckens 90.

von Sammelbecken 181.

-—, für den Bau von Rohrstollen

187.

—, für den Bau von Staudämmen

188.

-, zur Unterhaltung der Talsperren 189.

—    Berechnung 57, 71.

—    nach dem Größenverhältnis

der Niederschlagsgebiete 72.

Absteckung der Talsperren 520.

— bogenförmiger Talsperren 521.

Afrikanische Kolonien, Talsper- Anstauung, erste 543-

—, Spannungen im Mauerwerk 544.

Anstrichmasse, Versuche an Probeputzflächen 201. Anweisung betreffend die Beaufsichtigung der Stauweiheran-lage im Sengbachtale bei Solingen 546.

Arbeiten, hydrometrische, im allgemeinen 44.

renbau 11.

Alf eldweiher    ( V ogesen),

496.

Bau

—, größte sekundliche 147.

—, größte, für die Berechnung —, Betriebseinrichtungen 368. Überfällen 416.

von

—, Messung 54.

—, Regelung 22.

-—, unschädliche, in Gebirgs-flüssen 148.

-— im Eckertal 66.

—, Betriebsergebnisse 565.

-—, Betriebsplan 154.

—, Staumauer 349.

Algier, Habratalsperre ; Zerstörung 589.

Alicante-Talsperre 218.

haltung, Handhabung 191.

- ---- ---der Talsperren

Arbeiter, Bedarf für die Mauerung 452.

Arbeiterbedarf in den Steinbrüchen 452.

Arbeiterunterbringung in Baracken 539.

Arbeitsplan für die Bauausführung 451, 531.

Architektur der Talsperren 214. Art der Abdichtung, neue 585. Arten und Begriff der Wasserläufe 679.

Ash Fork, eiserne Talsperre 339. Assuan, Rollschütze in der Staumauer 371.

—    -Sperre, Wasserentnahme 350. —■ —, wirtschaftliches Ergebnis

651.

—    -Sperrmauer, Aufhöhung 583.

—    Stauanlage, Beschreibung 4. —- -Staubecken; Betriebsergeb-

• nisse 565.

—    Talsperre, Schleusentreppe 422.

--Gründungssohle 168.

Aufgelöste Bauweise 335.

—    Talsperren; Berechnung 336. Aufhöhung des Grundwassers in

der Ruhr, Wasserwirtschafts-plan der Sammelbecken 125.

—    des Niedrigwassers 26.

—, nachträgliche, von Sperrmauern 576.

—    der Sperrmauer bei Assuan 583. —: der Ennepetalsperre 581.

—    der Talsperre der Stadt Nordhausen 578.

—, nachträgliche und Vergrößerung der Talsperren; Literatur 594.

—    der Überläufe 577. Aufschlagswassermenge und

Wassermangel 117.

Aufsicht über Betrieb und Unter-

190.

Aufstauen des Beckens 543. Aufstellung von Ertragsberechnungen 630.

— der Wasserwirtschaftspläne 109.

Auftrieb, innerer, in Talsperren 265.

Auftrieb, innerer, Versuche darüber bei der Östertalsperre 270.

Ausbau, st aff eiförmiger, der Sammelbecken 91.

Ausdehnungsbeiwert für Bruchsteinmauern und Beton 197.

Ausführung der Dämme 299.

--Mauer, stückweise 448.

—    des Mauerwerks 534.

---der Talsperre von

Jersey-Stadt 519.

—    der Staumauern in Beton 516.

---Verzahnung an der Wasserseite 201, 534.

Ausgeführte Anlagen, Kostenangaben 618.

—    Sperrmauern; Hauptabmessungen 260.

—    Talsperren, Beanspruchungen des Mauerwerkes 257.

—    Talsperren, Stauinhalte 100.

Ausgießen, Reinigen und Betonieren der Felssohle 490.

Ausgleichweiher 124.

Aushub der Baugrube 486.

—    des Bodens 532.

—    des Fundamentes, Kosten 618.

Ausschreibung der Talsperre der

Stadt Nordhausen a. Harz; Preise nach dem Ergebnis der Ausschreibung 616, 617.

Außergewöhnliche Betriebseinrichtungen 420.

Außergewöhnlicher Regenfall 52.

Austin - Talsperre in Pennsylva-nien; Zerstörung 590.

Australien, bogenförmige Talsperren 276.

Ausziehrohr für Wasserentnahme 316.

Auszug aus dem neuen preußischen Wassergesetz 679.

Bachbett, Regulierung 145. Bakteriologische Untersuchungen

79.

Baracken für die Unterbringung der Arbeiter 539.

Ï Bau und Betrieb von Sammelbecken, Anleitung 181.

—    des Alfeldweihers 496.

—    der Croton-Talsperre 503.

—    der Katarakt-Sperre 529.

Bau der Talsperre für das Elektrizitätswerk Kubel (Schweiz) 497.

—    der Möhnetalsperre 530.

—    — Umleitung des Wassers 449.

—    der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz, besondere Bedingungen 530.

—- der Urfttalsperre, Betriebseinrichtungen 441.

Bauarbeiterverhältnisse 446.

Bau mittels Gerüstkrane 496.

Bauart, französische bei Staudämmen 301.

Bauaufsicht, Handhabung 191.

—, staatliche, bei Talsperrenbauten 527.

Bauausführung der Talsperren 185, 435.

Bauausführung, Arbeitsplan 451.

—    der Talsperren, Literatur 541.

Bauausführungen, neuere, jährliche Leistung 498.

Bauausschreibung der Talsperre Nordhausen a. Harz, Preise nach dem Ergebnis 616, 617.

Baubedingungen bei Rohrstollen 535.

—    bei Steinbrüchen 537.

Baugrube, Aushub 486.

—, Wasserhaltung 451.

Baugruben- und Mauerwerksinhalt gekrümmter Talsperren 611.

Baukapital, Tilgungssatz desselben, bei Talsperren 632.

Bausand 466.

Bausteine 454.

Baustelle, Einrichtung 435.

—    einer Talsperre, Maschinenbetrieb 443.

—, Umleitung des Wassers während der Bauzeit 446.

—, Wohlfahrtseinrichtungen446.

Bausteilen-Einrichtung für das Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen 436.

Baustoffe der Talsperren 195.

—, Berechnung 606.

—, Förderung 187.

—, ihre Gewinnung und Prüfung 453.

—    zulässige Inanspruchnahme 288.

Bedingungen, besondere, für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 530.

—    für die Genehmigung von Talsperren 185.

—    für die Lieferung von Traß 538.

Befestigung der Fahrbahn 212. Begriff und Arten der Wasserläufe 679.

Beispiele von Betrieben und Betriebsergebnisse 559.

Beiträge der Genossen der Wuppertalsperren-Genossenschaft 640, 641.

—    (Ruhrtalsperrenverein) 676. Beitragsermittlungen für Talsperrengenossenschaften 638.

Beitragskosten- und Ertragsberechnungen 628.

—    und Ertragsberechnungen; Literatur 658.

Belubula-Fluß, Sperrmauer ; Kosten 628.

Bemessung der Leistungsfähigkeit der Entlastungsanlagen 393.

BenachbarteBerghänge ; Überfälle in Einsattlungen 387. Beobachtung der Durchbiegungen der Mauerkrone der Talsperren, Zielvorrichtung 550. Berechnung, analytische 236, 242.

—    des Abflusses durch Öffnungen in Sperrmauern 420.

—    der Abflußmengen 57, 71.

—    des Abführungsvermögens der Rohrleitungen 415.

—- der Abmessungen eines Staumauerquerschnittes 261.

—    der aufgelösten Talsperren 336.

—    der Baustoffe 606.

—■ des Drehschützes 374.

—    der Druckhöhe in Rohrleitungen 416.

—    der eisernen Sperren 338.

—    der Erdmassen 609.

—    der Felsmassen 609.

—, graphische, einer Sperrmauer 236.

—    der Kantenpressungen 237.

—    der Leistungsfähigkeit der Entnahme- und Hochwasserentlastungsanlagen 414.

186, 453,

Baustoff-Förderung auf der Baustelle 439.

Bauweise, amerikanische bei Erddämmen 312.

-—■, aufgelöste 335.

—    bei Staumauern 501.

—, besondere, der Talsperren 335. —, —,--; Literatur 345.

—    der Staudämme 294.

--Talsperren 194.

---, Literatur 199.

---Talsperre von Jersey-

Stadt 313.

-—, englische bei Erddämmen 309.

—    mittels Seilbahnen 504.

—, rheinisch-westfälische 493.

-— von Rohrstollen 353. Bauweisen, verschiedene, von Staudämmen ; vergleichende Betrachtungen 327.

—    von Talsperren, Vergleich 498. Bauwerke, Mörtelfestigkeit 482. Bauzeit, Leistungsfähigkeit für

die Wasserabführung. Umläufe in Stollen 447.

Beanspruchungen des Mauerwerkes in ausgeführten Talsperren 257.

—, zulässige, des Mauerwerkes 255.

Beaufsichtigung der Stauweiheranlage im Sengbachtale bei Solingen, Anweisung 546.

Becken, Ablagerungen 98.

—, Aufstauen 543.

— für Bewässerung 89.

-—-, Verschlammungen 98. Beckeninhalt, Kostensätze für die Einheit 623.

—, Messung 184.

Bedarf an Arbeitern 452.

-— an Wasser für Kanalspeisung

85.

—    an Wasser für die landwirtschaftliche Bewässerung 82.

—    an Wasser für Trinkwasserversorgungen 83.

Bedeutung, wirtschaftliche, der Talsperren 595.

---, des Hochwasserschutzes

durch Talsperren 599.

--, der Trinkwasserversorgung 596.

Berechnung, der Massen 606.

—    der Massen für die Abrechnung 611.

—    der Mauermassen 609.

—    der notwendigen Druckhöhe 416.

—    der Rollschütze 370.

—    der Sprengladungen 465.

-— und Entwurf von Sperrmauern, neuere Gesichtspunkte 264.

—    und Querschnittsgestaltung der gemauerten Talsperren 218.

—    und Querschnittsgestaltung der Sperrmauern; Literatur263.

—    der Talsperre im Sengbachtale 240.

—    von Überfällen auf Grund d. größten Abflußmengen 416.

—    der Zugschütze 365. Berghänge, Abdichtung; Mesche-

der Talsperre 586.

—, benachbarte, Überfälle in Einsattlungen 387.

I — der Urfttalsperre 170.

—, undichte, neue Art der Abdichtung 585.

Berghang- Überfälle und Überfälle auf der Sperrmauer 415. Bergtrass 478.

Beschaffenheit, chemische, eines Talsperrenwassers 78.

—    des Mauerwerks in Talsperren 185.

--Mörtels 186.

--Sandes 186, 196, 538.

--Talbeckens der Möhnetalsperre 87.

—    des Wassers für die Mörtelbereitung 481, 538.

—    der Ziegelsteine 538.

Beschreibung der Remscheider Talsperren 14.

--Talsperre des Croton-

flusses 17.

Besichtigungsgänge 209.

Besondere Bauweise der Talsperren 335.

—    Bauweise der Talsperren ; Literatur 345.

—    Bedingungen für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 530.

Bestand, »eiserner « 99.

Bestandteile des Mauerwerks 186. Betriebseinrichtungen, beim Bau Bestimmung, vorläufige, der Abflußmengen 75.

— der Querschnittsabmessungen,

Rechnungsverfahren 235.

Bruchsteinmauerwerk,

--des

2.

Beton, Eigenschaften 197.

—, Mischungsverhältnis 519. —, Porigkeit 517.

—, Prüfung 482.

— und

Ausdehnungsbeiwert 197.

—, Zubereitung 187, 536.

Betonieren, Reinigen und Ausgießen der Felssohle 490.

Betonierung, Bauvorgang 317, 517.

Betonkern im Staudamm 277.

—, Bewegung im Staudamm des Solinger Vorbeckens 552.

—    im Staudamm der Stadt Solingen 314.

Betonkernbauweise in Amerika

313.

Betonsteine 186, 538.

Betrachtungen, allgemeine wirtschaftliche; Literatur 657.

—, vergleichende, über die verschiedenen Bauweisen von Staudämmen 327.

Betrieb, Einzelaufgaben 549.

—, Handhabung 546.

—, Leitsätze 556.

—, Organisation 545.

—, unmittelbare Gefahr 547.

—    der Steinbrüche 457.

—    der Talsperren 189, 543.

—    der Talsperren; Literatur 594.

—, wasserwirtschaftlicher 554.

—, wasserwirtschaftlicher;Handhabung 556.

—    und Unterhaltung der Talsperren, Aufsicht 190.

—    und Unterhaltung, Handhabung der Aufsicht 191.

Betrieb und Bau von Sammelbecken, Anleitung 181.

Betriebe und Betriebsergebnisse; Beispiele 559.

Betriebsanleitung für Talsperren 189.

Betriebsausgaben 630.

Betriebseinrichtungen, außergewöhnliche 420.

—    an Staudämmen 411.

der Urfttalsperre 441.

—    der Talsperren 346.

—    des Alfeldweihers 368.

Hochwasserschutzbeckens in Marklissa 404.

--Stauweihers bei Herisch-

dorf 404.

—    der Talsperre der Gileppe 539.

—, Literatur 422.

Betrieb-Einstellung der Talsperren 190.

Betriebserfahrungen bei Talsperren 94.

Betriebsergebnisse und Betriebe; Beispiele 559.

—, wasserwirtschaftliche, des Hochwasserschutzes 570.

—, wirtschaftliche 646.

—    der Talsperren für Schiffahrtszwecke 569.

—    des Alfeldweihers (Vogesen) 565.

—    des Staubeckens von Assuan 565.

—    des Ruhrtalsperren Vereins 567.

—    der Hochwasserschutzsperren in Schlesien 572.

—, wirtschaftliche, des Wasser-und Elektrizitätswerkes der Stadt Solingen 647.

—, wirtschaftliche, der Wuppergenossenschaft 651.

Betriebseröffnung der Staubecken 189.

—, vorherige abschließende Untersuchung 191.

Betriebsführung 545.

Betriebskosten, gesamte, von Talsperren 635.

Betriebsplan, wasserwirtschaftlicher 554.

Betriebspläne 101.

—    zur Abgabe von Zuschuß -wasser 114.

—    für Hochwasserschutzbecken 143.

—    für Sammelbecken, die mehreren Zwecken zugleich dienen 151.

—    für Talsperren zu Schiffahrtszwecken 130.

—    für gleichmäßige Wasserabgabe 109.

Betriebspläne für zentrale Wasserkraftwerke 133.

Betriebsplan des Stauweihers im Alfeld 154.

—    der Listertalsperre 137.

—    der Talsperre Marklissa am Queis 136.

—    für die Trinkwasserversorgung der Stadt Nordhausen a. Harz 135.

—    Okertalsperre 110.

—    der Talsperre der Stadt Plauen 113.

—    des SolingerWasser- undElek-trizitätswerkes 153.

—    für die Urfttalsperre 133.

Betriebswassermengen für ein

Kraftwerk 136.

Bever- und Lingesetal, Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken 122.

Bewährung von Eisenbetonkonstruktionen 345.

Bewässerung, landwirtschaftliche 3, 636.

—, landwirtschaftliche, Bedarf an Wasser 82.

—    des Niltals 3.

Bewässerungsbecken 89.

Bewässerungszwecke, Talsperren

Bewegungen, elastische derMauer-krone der Solinger Talsperre 553.

Bewegung des Betonkerns im Staudamm des Solinger Vorbeckens 552.

—    der Mauerkrone, Ergebnisse der Messungen 551.

Bewegungsmessungen 550.

Beziehung zwischen Aufschlag-wassermenge und Wassermangel 117.

—    zwischen Niederschlag und Abfluß 74.

Beziehungen zwischen den Stauhöhen einer Talsperre und den Kosten 96.

Bilanz des Elektrizitätswerkes der Hochwasserschutztalsperre von Marklissa 656.

Bildung von Genossenschaften, Verfahren 683.

Bindemittel 478.

Quer-

Stau-

Boden, Aushub 532. Bodenförderung 490. Bodenuntersuchung 299.

Bogen als Konstruktionsform

273.

Bogenwirkung 280.

Bogen- und Stützmauer, gleichzeitige Wirkung 277. Bogenförmige Mauern 274.

—    Staudämme 331.

—    Talsperren, Absteckung 521.

—    Talsperren in Australien 276. Bogenförmig gebaute Talsperren,

rechnerische Untersuchungen

274.

Böhmen, Staubecken 33. Böhmische Talsperren; Hochwasserschutz 574.

Böhmen, Talsperren ;

schnitte 256.

Bohrungen für den Stausee im oberen Sihltale 165. Böschungen bei Erddämmen 296. Bouzey, Zerstörung der Talsperre 588.

Breite der Fahrbahn 212. Bruchsteine, Beschaffenheit 508, 536.

—, Prüfung 455. Bruchsteinmauerwerk, Gewichtsermittlung 230.

—    in Traßmörtel; Kosten 620.

—    und Beton, Ausdehnungsbei-wert 197.

Bruchstein-Talsperrenmauerwerk Kosten für 1 cbm 621. Buchführung im Talsperrenbetriebe 548.

Buchwald, Talsperre 199.

Charmes-Dämme 303.

Chemische Beschaffenheit des Talsperrenwassers 78.

—    Untersuchung des Wassers aus dem Staubecken der Stadt Sohngen 561.

—    Zusammensetzung von Kalk 478.

Crotonsperre, Beschreibung 17.

Croton-Talsperre, Hochwasserentlastung 377.

—, Bau 503.

—, Gründung 167.

Cylinder-(Glocken-)Ventile 374.

Dämme, Abdichtung derselben durch einen inneren Kern 309. —, amerikanische Bauweise 312. —, Ausführung 299.

—    aus Erde, Zerstörung 593.

—    aus Geröllschüttung 326.

—, Bauweise 292.

-—, Herstellung der 188.

—    mit Kern 312.

—    mit künstlicher Abdichtung 301.

—    mit Mauerkern 312.

—    und Mauern, Vergleich 292.

—    von Charmes 303.

—    am Necaxa- und Tenangofluß 325.

—    von Villegusien an der Vin-geanne 303.

Dammerde, Beschaffenheit 188. Dammquerschnitt des

weihers von Herischdorf 311. Dammquerschnitte, vergleichende 329.

Dammschüttung, Ausführung der 318.

Dampfaushilfe bei Wasserkraftanlagen 120.

Darstellung der Messungsergebnisse 58.

—, vergleichende, neuerer Talsperrenquerschnitte 261. Delocre- Querschnitt 220. Dichtigkęits- und Festigkeitsversuche mit Traßkalk- und Traßzementmörtel 470.

Dienst an der Sperrmauer 546. Dienstanweisung für Stauwärter bei Sammelbecken 193. Dörntaler Teich 305.

Drehschütze 373.

—, Berechnung 374. Drosselklappen 373.

Druck, hydraulischer 268. Druckbeanspruchung des Mauerwerkes 255.

Druckfestigkeit der Steine 456. Druckhöhe, hydrostatische 268.

— in Rohrleitungen, Berechnung 416.

—, notwendige, Berechnung 416. Drucklinie für die lotrechten Schnitte 290.

Druckstollen und Abfallschächte 419.

Dünger, Verwendung von künstlichem 430.

Durchbiegungen der Mauerkrone der Talsperre; Zielvorrichtung zur Beobachtung 550.

Durchflußöffnungen im Mauerwerk der Sperrmauern 391.

Eckertal, Abflußmengen 66.

—, Talsperre, Wasserwirtschafts -plan 140.

Eifel, Urfttalsperre 27. Eigenbetrieb, Kosten 528.

—    oder Unternehmerbau 527. Eigenschaften des Betons 197. --Talsperrenwassers 78.

—    — Trasses 478.

—    von Traßmörtel 468. Eigentum der Wasserkräfte 664.

—    an den Wasserläufen 662. Einfluß des Waldes auf den

Abflußvorgang 2. Einheitspreise vom Bau der Solinger Talsperren 615. Einnahmen aus Talsperrenbetrieben 636.

Einrichtung der Baustelle 435.

—    der Baustelle für das Wasser -und Elektrizitätswerk der Stadt Solingen 436.

Einrichtungeü zur Wasserentnahme 349.

---bei der Talsperre der

Stadt Nordhausen 356. Einsattlungen benachbarter Berghänge; Überfälle 387. Einschlämmung von Staudämmen 322.

Einstellung de3 Betriebes der Talsperren 190.

Einwirkung des Wassers auf den Kalk 161.

Einzelaufgaben des Betriebes 549. Eisbrecher 396.

Eisdruck 232.

Eisenbetonkonstruktionen, Bewahrung 345. Eisenbeton-Talsperren 341. Eiseneinlagen in Talsperren 342. Eisenpanzerung in Abfallschächten 405.

Eisenteile (Lieferungsbedingungen) 539.

Eiserne Talsperren 338.

—, wirtschaftliches, der Assuan- Etzelkraftwerk, Wasserwirt-Sperre 651.

Eiserne Sperren, Berechnung 338.

—    Talsperre bei Ash Fork 339.

»Eiserner« Bestand 99.

Elastische Bewegungen der Mauerkrone der Solinger Talsperre 553.

Eiche-Talsperre 219.

Elektrische Zündung (Steinbruchbetrieb) 461.

Elektrizitätswerk Kubel, Sammelweiher 299.

—    Kubel (Schweiz) Bau der Talsperre 497.

—    Luzern—Engelberg 321.

—    der Hochwasserschutztalsperre von Marklissa; Bilanz 656.

—    der Stadt Nordhausen a.Harz. Wirtschaftliche Ergebnisse 650.

Elektrizitäts- und Wasserwerk d. Stadt Solingen 38.

—    und Wasserwerk der Stadt Solingen; Angebotspreise beim Bau 615.

—    und Wasserwerk Solingen; Betriebsplan 153.

—    und Wasserwerk der Stadt Solingen, Einrichtung der Baustelle 436.

—    und Wasserwerk der Stadt Solingen ; Talsperrenanlage 559.

Elektrizitätswerk, Wasser- und, der Stadt Solingen; Wirtschaftliche Betriebsergebnisse 647.

England, Trinkwasser aus Talsperren 16.

Englische Bauweise der Dämme 309.

Ennepetalsperre, Aufhöhung 581.

Entlastungsanlagen (Bauliche Anordnung) 398.

—, Bemessung der Leistungsfähigkeit 393.

—, Talsperre Sohngen 377.

—    der Urfttalsperre 388.

Entlastungseinrichtungen (Allgemeines) 349.

Entlastungsvorrichtungen der Hochwasserschutzbecken 396.

Entnahmeeinrichtungen (Allgemeines) 348.

-—- der Talsperre Nordhausen 536.

--Talsperre San Roque 351.

--Solinger Talsperre im Sengbachtale 355.

Entnahmeeinrichtungen an der Urfttalsperre 360.

Entnahme- und Hochwasserentlastungsanlagen; Berechnung der Leistungsfähigkeit 414.

Entnahmeschächte 354.

Entschädigung für Wasserentziehung 632.

— für Wasserentziehung; Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtale 632.

Entwässerung des Mauerinnern 209.

Entwerfen der Talsperren in Frankreich 180.

Entwicklung der Querschnittsformen, geschichtlicher Rückblick 218.

Entwürfe, allgemeine 610.

Entwurfsaufstellung 176.

Entwurf und Berechnung von Sperrmauern, neuere Gesichtspunkte 264.

Entwürfe, Vorbereitung, Form und Inhalt 181.

Erd- und Felsarbeiten 486.

Erdanschüttung an der Wasserseite 206.

Erddämme 292.

—, Böschungen 296.

—, englische Bauweise 309.

-—, Kalkmilchdichtung 307.

—, statische Verhältnisse 292.

—, Zerstörung 593.

Erddruck (Berechnung) 242.

Erddruckmoment, Ermittlung 247.

Erd- und Wasserlast auf der geböschten Mauerfläche 234.

Erdmassenberechnung 607.

Erdschüttung, reine, bei Staudämmen 294.

Ergänzung des Grundwasserstromes 19.

Ergebnis der Ausschreibung der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz; Preise 616, 617.

Ergebnisse der Messungen der Bewegung der Mauerkrone 551.

Ergebnis, statistisches, derMauer-arbeiten 512.

Ergebnisse, wasserwirtschaftliche, der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 563.

—, wirtschaftliche, des Elektrizitätswerks der Stadt Nordhausen a. Harz 650.

—, wasserwirtschaftliche, der Solinger Talsperrenanlage 560.

—, wasserwirtschaftliche, der Wuppertalsperren 564.

—, wirtschaftliche, der Wupperund Ruhrtalsperrengenossenschaften 653.

Erhöhung der Talsperre der Stadt Lennep 579.

Ermittlung der Abflußmenge 56.

—    des Erddruckmomentes 247.

—    der Gewichte 240.

—    der Kantenpressungen 248.

—    der Kosten 614.

—, vorläufige, des Mauerinhaltes der Staumauern 610.

—    der Stützlinie 242.

—    des Wasserdrucks 240.

—    der Wassermomente und der Wasserlasten 246.

Erneuerungsfonds 632.

Erreichbare Genauigkeit bei hydrographischen Messungen, 58.

Erste Anstauung der Staubecken 543.

Ertrag aus Talsperren für Schifffahrtszwecke 636.

—    der Talsperren für Trinkwasserversorgung 636.

Ertragsberechnungen (Aufstellung) 630.

—    für ein zentrales Kraftwerk 637.

Ertrags- und Beitragskostenberechnungen (Allgemeines) 628.

—    und Beitragskostenberechnungen; Literatur 658

Erzielbarer Preis einer Kraft 635.

Eschbachtal, Beschreibung der Talsperre 14.

—, Talsperre der Stadt Remscheid; Entschädigung für Wasserentziehung 632.

—, Talsperre der Stadt Remscheid; wirtschaftlicher Nutzen 647.

schaftsplan 142.

Fahrbahn, Allgemeines 211.

—, Befestigung 212.

Feldmeßarbeiten 173.

Fels- und Erdarbeiten 486.

Felshänge, Abdichtung undichter 585.

Felsmassenberechnung 609.

Felssohle, Reinigen, Ausgießen u. Betonieren 490.

Festigkeitsprüfung der Mörtel 481.

Festigkeitsversuche mit Traßzementmörtel 469.

Festigkeits- und Dichtigkeitsver-suche mit Traßkalk- und Traßzementmörtel 470.

Festlegung der Gründungssohle 166.

Filter zur Wasserreinigung 427.

—, überdeckte; Kosten 623.

Finanzielle Vorbereitung von großen Unternehmungen 605.

Finanzierung der Talsperrenunternehmungen 605.

Finanzübersicht für den Ruhrtalsperrenverein 654.

Fische, Zuchtstätten 43.

Fischereibetrieb in den Talsperren-becken 575.

Fischereierträge aus dem Talsperrenbetriebe 576.

Flächeneinheit, Abfluß von dieser

73.

Flächenermittlung der Talbecken 176.

Flachschieber 367.

Fließendes Wasser, Wasserverluste 108.

Flügelapparat für Wassermessungen 57.

Förderung der Baustoffe auf der Baustelle 187, 439.

—, Wasser- aus der Ruhr 652.

Form, Vorbereitung und Inhalt der Entwürfe 181.

—, wirtschaftliche, der Unternehmung 600.

Fortschritt der Mauerung 510.

Frankreich, Entwerfen von Talsperren 180.

Französische Bauart 301.

Fugen, künstliche 342.

Fundamentaushub; Kosten 618.

Furens-Talsperre 221.

Gang des Verfahrens für die Querschnittsermittlung 259.

Gebirgsflüsse, Hochwasserabfluß -mengen 394.

Gebirgsflüsse, unschädliche Abflußmengen 148.

Geböschte Mauerfläche, Wasser-und Erdlast 234.

Geeignetster Mörtel, Wahl 477.

Gefahr, unmittelbare, im Betriebe 547.

Gekrümmte Talsperren, Gewölbewirkung 273.

—    Talsperren, Baugruben- und Mauerwerkinhalt 611.

Geländer der Sperrmauern 213.

Geldaufbringung für Talsperrenbauten 605.

Gemauerte Kanäle 349.

—    Talsperren, Berechnung und Querschnittsgestaltung 218.

—    Talsperren mit aufgelöstem Querschnitt; Kosten 626.

Gemeinsamkeit der Interessen 35.

Gemeinsame Zwecke bei Talsperren 34.

—    Zwecke, Wirtschaftlichkeit d. Talsperren 645.

Genauigkeit, erreichbare, bei hydrographischen Messungen 58.

Genehmigungs-Bedingungen für

Talsperren 185.

Genossenbeiträge der Wuppertalsperrengenossenschaft 640,

641.

Genossenschaften, Beitragsermittlung 638.

Genossenschaften, Verfahren zur Bildung 683.

Genossenschaft; Volmetalsperren-654.

— der Wuppertalsperren, Zweck

26.

Genossenschaft, Wuppertalsperren- 640, 641, 651.

—, Wupper-und Ruhrtalsperren; wirtschaftliche Ergebnisse 653.

Genossenschaftliche Vereinigung beim Bau von Talsperren 601.

Genossenschaftsbeiträge für eine Pferdekraftstunde bei den Talsperren im Wupper- und Ruhrgebiet 653.

Genossenschaftslasten (nach dem preuß. Wassergesetz) 683.

—    (Wuppertalsperren) 669.

Geologische Gutachten 162.

—    Karte des Langen Tales im Südharz 159.

—    Untersuchungen 157.

—    Untersuchung, Umlaufstollen 170.

—    Verhältnisse der Kataraktsperre 172.

—    Vorprüfung 157.

Geröllschüttung, Dämme 326.

Gerüst an der Wasserseite 495.

Gerüstkrane beim Bau 496.

Gesamte Betriebskosten bei Talsperren 635.

Gesamtkosten bei Talsperren 620.

—    neuerer Talsperrenanlagen 625.

Geschichtlicher Rückblick über

die Entwicklung der Querschnittsformen 218.

Gesetz, betreffend die Bildung von Wassergenossenschaften

665.

Gesetzgebung, Hochwasserschutz 661.

—, wässerrechtliche 659.

Gesichtspunkte, neuere, für die Berechnung und den Entwurf von Sperrmauern 264.

—, praktische, für die Querschnittsgestaltung 225.

Gesteinsuntersuchungen 160.

Gewichte, Ermittlung 240.

Gewichtsermittlung von Bruchsteinmauerwerk 230.

Gewinn,wirtschaftlicher, der Stauweiher in den Vogesen 650.

Gewinnung von Kraftgefälle 99.

— und Prüfung der Baustoffe 453.

Gewölbewirkung 194, 273.

Gleichmäßige Wasserabgabe, Betriebspläne 109.

Gleichzeitige Wirkung der Stützmauer und des Bogens 277.

Gleiten, Sicherheit dagegen 258.

Glocken-(Cylinder-)Ventile 374.

Glüh- und Trockenverlust des Trasses 480.

Gothaer Talsperre; nachträgliche Abdichtungsarbeiten 587.

Gileppe-Talsperre 224, 359.

Graphische Berechnung einer Sperrmauer 236.

—    Untersuchung der Staumauern 240.

Größe der Mörtelanlage und der Kalkgruben 451.

—    des Stauraumes 93.

—, wirtschaftlich günstigste, des Stauraums 97.

—    der Steine im Mauerwerk 507.

Größen Verhältnis der Niederschlagsgebiete, Abflußmengen nach dem 72.

Große Unternehmungen; finanzielle Vorbereitung 605.

Größte Abflußmengen für die Berechnung von Überfällen 416.

—    sekundliche Abflußmengen 147.

—    Kantenpressungen im Mauerwerk 254.

Grundablässe der Hochwasserschutzbecken 389.

Grundablaß zur Wasserentnahme 349.

Grunderwerb, Durchführung des 180.

—, Kosten 622.

Grundlagen, technische 1.

—, wirtschaftliche 595.

Grundriß der Sperrmauern 194.

Gründung der Croton-Talsperre 167.

Gründungssohle der Talsperre bei Assuan 168.

—, Probeschacht in der 489.

—, Festlegung 166.

—, Unterdrück 265.

Gründungsverhältnisse der Me-scheder Talsperre 168.

Grundwasser oder Talsperrenwasser 81.

—, Verfügung über 662.

Grundwasserversorgung 12.

Grund wasser in der Ruhr, Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken zur Aufhöhung 125.

Grundwasserstrom, Talsperren zur Ergänzung 19.

Grüssau, Stauweiher 309.

Günstigste Größe des Stauraums 97.

Gutachten, geologisches 162.

Habratalsperre in Algier, Zerstörung 589.

Handhabung der Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung 191.

—    der Bauaufsicht 191.

—    des Betriebes 546.

—    des wasserwirtschaftlichen Betriebes 556.

Hangkaskaden, Überläufe 416.

Härtegrade des Wassers 78.

Harz, Betriebsplan für die Trinkwasserversorgung der Stadt Nordhausen 135.

—, Elektrizitätswerk der Stadt Nordhausen; wirtschaftliche Ergebnisse 650.

—, Niederschlagshöhen und Abflußmengen im Langen Tale bei Nordhausen 66.

—, Stauweiher 25.

Harztalsperren 25.

Harz, Talsperre der Stadt Nordhausen, Beschreibung 41.

—, Talsperre der Stadt Nordhausen, Hochwasserentlastung 381.

Hauptabmessungen ausgeführter Sperrmauern 260.

Hauptbecken, Reserve 98.

Hauptforderungen für die Wahl eines Talbeckens 86.

Hauser-Lake, Staudamm 340.

Heber zur Wasserentnahme 356.

Herdmauer 209.

Herstellung der Dämme 188.

—    des Mauerwerks 187.

Herischdorf ; Stauweiher,Betriebseinrichtungen 404.

—, Stauweiher, Querschnitt des Staudammes 311.

Hochflut des Queis vom Juli 1897 150.

Hochwasserabfluß, Regulierung der Bachbetten 145.

Hochwasserabflußmengen in Ge-birgsflüssen 394.

Hochwasserentlastung der Cro-tontalsperre 377.

—    durch die Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 381.

—, Solinger Talsperre 377.

-—, Umlaufstollen für 389.

-—, Urfttalsperre 388.

Hochwasserentlastungen, Leistungsfähigkeit, während der Bauzeit 447.

Hochwasserentlastungsanlagen

375.

—    der Waldecker Talsperre 385.

Hochwasserentlastungs- und Entnahmeanlagen; Berechnung der Leistungsfähigkeit 414.

Hochwassermengen der Reichenberger Neiße 152.

Hochwasserschaden, Schätzung 643.

—, Verhütung 29.

Hochwasserschutz, Literatur 34.

—    durch Talsperren 28, 599.

—, Wirtschaftlichkeit 642.

—, Zweck 29.

—, böhmische Talsperren 574.

—, Talsperren im Wuppergebiet 571.

—, wasserwirtschaftliche Betriebsergebnisse 570.

Hochwasserschutzbecken, Wahl des Tales 90.

—, Betriebspläne 143.

—, Entlastungsvorrichtungen

396.

—, Grundablässe 389.

—, Vorarbeiten 145.

—    bei Marklissa 404.

—    am Queis bei Marklissa in Schlesien, Wasserwirtschaftsplan 149.

—    von Mauer i. Schl. 407.

Hochwasserbecken, schlesische

401.

Hochwasserschutzsperren ; wirtschaftlicher Nutzen 655.

—    in Schlesien; Betriebsergebnisse 572.

Hochwasserschutztalsperre von Marklissa; Bilanz des Elektrizitätswerkes 656.

Hochwasserschutzzweck, Gesetzgebung 661.

Hochwasserverwallungen, schlesische 309.

Hochwasserzurückhaltung der Talsperre bei Marklissa 574.

Höhe der Staudämme 295.

Höhenlage der Mauerkrone 211.

—    des Überlaufs 395.

Hydraulischer Druck 268.

Katarakt-Sperre, Bau 529. Kataraktsperre, geologische Verhältnisse 172.

Katarakttalsperre, Betriebseinrichtungen 358.

Kern in Dämmen 312. Kern-Abdichtung bei Erddämmen 309.

Kleinverteilung der Kräfte 597. Kohlengebirge, Talsperre im Senkungsgebiet 172.

Kollergänge für Mörtelbereitung 485.

Kolonien, afrikanische, Talsperrenbau 11.

Konstruktionsform, Bogen 273. Kosten der Talsperren 606.

—    der Talsperren. Literatur 658.

—    bei Eigenbetrieb 528.

—    für 1 cbm Bruchstein-Talsperrenmauerwerk 621.

—• der Talsperren, bezogen auf 1 cbm Mauerwerkinhalt 624.

—    des Bruchsteinmauerwerks in Traßmörtel 620.

—    des Mauerwerks, Allgemeines 618.

—    des Mauerwerks in Zement-Traßmörtel 620.

—    des Fundamentaushubes 618.

—    des Grunderwerbs 622.

—    der Steingewinnung 463.

—    des Traßmörtels 619.

—    des Zement-Traßmörtels 619.

—    und Stauhöhe einer Talsperre, deren Beziehungen 96.

—    der Talsperre von Marklissa, nach der Ausführung 626.

—    der Talsperre von Mauer in Schlesien, nach der Ausführung 626.

—    von gemauerten Talsperren mit aufgelöstem Querschnitt 626.

—    der überdeckten Filter 623.

—    der Vorarbeiten 623. Kostenangaben nach ausgeführten Anlagen 618.

Kostenanschlag, Massenberechnung 607.

Kostenanschläge 617. Kostenermittlung bei Talsperren 614.

Kostenfrage bei Traßmörtelver-wendung 477.

43.

Hydraulischer Kalkmörtel 477.

Hydrographie, Literatur 76.

Hydrographische Messungen, erreichbare Genauigkeit 58.

Hydrometrische Arbeiten im allgemeinen 44.

Hydrometrisches Bureau, schweizerisches 45.

Hydrostatische Druckhöhe 268.

Inanspruchnahme, zulässige 288. Inbetriebsetzung der Talsperren 543.

Inhalt, Vorbereitung und Form der Entwürfe 181.

Innerer Auftrieb, Versuche darüber bei der Östertalsperre 270.

Interessengemeinsamkeit bei Talsperrenanlagen 35.

Intze-Querschnitt 223.

Jährliche Leistung bei neueren Bauausführungen 498. Jersey-Stadt, Talsperre, Bauausführung 519.

—, Talsperre, Beschreibung 313. —, Talsperre, Kranbetrieb beim Bau 502.

—, Wasserwerk, Trinkwasserreinigung 434.

Kalk, Beschaffenheit 186,485,537. —, chemische Zusammensetzung 478.

—, Einwirkung des Wassers 161. Kalkbedarf 452.

Kalkgruben und Mörtelanlage, Größe 451.

Kalkmilchdichtung bei Erddämmen 307.

Kalkmörtel, hydraulischer 477. Kanäle, gemauerte 349. Kanalspeisung, wirtschaftliche Bedeutung 599.

— aus Sammelbecken 20.

—, Bedarf an Wasser 85. Kantenpressungen, Ermittlung 248.

—, Berechnung 237.

—, größte, im Mauerwerk 254. Kantinen für Arbeiter 539.

Karte, geologische, des Langen Tales im Südharz 159 Kartierung 173.

Kostensätze für die Einheit des Beckeninhalts 623. Kostenüberschläge 617.

Kraft, erzielbarer Preis einer 635. Kraftausnutzung, zentrale 603. Kraftbedarf im Baubetriebe 444. Kräfte, Kleinverteilung 597. Kraftgefälle, Gewinnung 99. Kraftgewinn, Wert 637. Kraftgewinnung, wirtschaftliche Bedeutung 596.

—, Staubecken 89.

— durch Talsperren 24.

—, zentrale 26.

—, zentrale ; Unternehmungsform bei den Talsperren 602. Kraftwerk, Betriebswassermengen 136.

Kraftwerke des Preußischen Staates 604.

Kraftwerk, zentrales; Ertragsberechnungen 637. Kraftzwecke, Talsperrenbau 602. Kranbetrieb beim Bau der Jersey-Stadt-Talsperre 502.

Krantz-Querschnitt 221.

Kreuter- Querschnitt 226. Kronenbreite 212, 296. Krümmungshalbmesser 195, 273. Kubel, (Schweiz), Sammelweiher für das Elektrizitätswerk 299. — Bau der Talsperre für das Elektrizitätswerk 497. Künstliche Abdichtung von Dämmen 301.

Künstlicher Dünger; Verwendung 430.

Künstliche Fugen 342.

Lage, wirtschaftliche, des Ruhrtalsperrenvereins 651. Lagerfugen, offne, Standfestigkeit der Staumauern 271.

Lake Cheesman-Sperrmauer 278. Landeswasseramt 685. Landschaftsbild, Verschönerung

Landwirtschaft ; wirtschaftliche Bedeutung der Wasseraufspeicherung 598.

Landwirtschaftliche Bewässerung 3.

— Bewässerung (Wirtschaftlichkeit) 636.

Bewässe- Literatur, Kosten der Talsperren 658.

—    zu »Nachträgliche Aufhöhung und Vergrößerung der Talsperren« 594.

—    der Staudämme 334.

»Zerstörung der Talsper- Mauerfläche, geböschte, Wasser -

und Erdlast 234.

Mauerfuß, Abdichtung 513.

—, Zugspannungen 291. Mauerinhalt der Staumauern, vorläufige Ermittlung 610. Mauerinneres, Entwässerung 209. Mauerkern in Dämmen 312. Mauerkörper, Moment 243. Mauerkrone, Ergebnisse der Messungen der Bewegung 551. Mauerkrone, Höhenlage 211.

-— der Solinger Talsperre; elastische Bewegungen 553.

—    der Talsperre, Zielvorrichtung zur Beobachtung der Durchbiegungen 550.

Mauermasse des Altenweihers 513. Mauermassenberechnung 609. Mauern, bogenförmige 274.

—    und Dämme, Vergleich 292. Mauerung (Bauvorgang) 509.

Fortschritt 510.

Landwirtschaftlicher

rung, Bedarf an Wasser 82.

Langes Tal bei Nordhausen am Harz, Niederschlagshöhen und Abflußmengen 66.

—    Tal im Südharz, geologische Karte 159.

Leistung, jährliche, bei neueren Bauausführungen 498.

Leistungsanzeiger für Rohrleitungen 557.

Leistungsfähigkeit der Entlastungsanlagen; Bemessung 393.

—    der Entnahme- und Hochwasserentlastungsanlagen ; Berechnung 414.

—    der Hochwasserentlastungen während der Bauzeit 447.

—    der Rohrleitungen, Verminderung 418.

—    für die Wasserabführung während der Bauzeit, Umläufe in Stollen 447.

Leitsätze für den Betrieb 556.

Lennep, Erhöhung der Talsperre 579.

Leucittuff 478.

Lieferung von Traß, Bedingungen 538.

Listertalsperre, Betriebsplan 137.

Lingese Talsperre ; Undichtigkeiten in den Steinbrüchen 587.

—    und Bevertal, Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken 122.

Literatur. Allgemeine wirtschaftliche Betrachtungen 657.

—    über Bauausführung der Talsperren 541.

—    zu Bauweise der Talsperren im allgemeinen 199.

—    über die Berechnung und Querschnittsgestaltung der Sperrmauern 263.

—    zu »Besondere Bauweise der Talsperren« 345.

—    zu »Betrieb der Talsperren« 594.

—    über Betriebseinrichtungen 422.

—    Ertrags- und Beitragskostenberechnungen 658.

—, Hochwasserschutz 34.

—    über Hydrographie 76.

zu ren« 595.

-—-, Zwecke der Talsperren 24. Lotrechte Schnitte, Drucklinie 290.

— Schnitte, Materialbeanspruchungen 284.

Luftkabelbahnen 504.

Luzern—Engelberg,Elektrizitätswerk 321.

MärkischeWasserstraßen, Niederschlags- und Abfluß Verhältnisse in deren Gebiet 68.

Marklissa am Queis, i. Schlesien, Betriebsplan der Talsperre 136.

—, Bilanz des Elektrizitätswerks der Hochwasserschutztalsperre 656.

—, Hochwasserschutzbecken, Betriebseinrichtungen 404.

—, Hochwasserzurückhaltung d. Talsperre 574.

—, Rollschütze für die Talsperre 369.

—, Talsperre, Kosten nach der Ausführung 626.

—    Wasserwirtschaftsplan für das Hochwasserschutzbecken 149.

Maschinenbetrieb auf der Baustelle einer Talsperre 443.

—, zentralisierter 443.

Maschinen-Mörtelmischung 484.

Massenberechnung 606.

—    (allgemeine Entwürfe) 610.

—    für die Abrechnung 611.

—    für den Kostenanschlag 607.

Massives Meßwehr zur Messung

der Wasserabgabe mit Schreibpegel 558.

Materialbeanspruchungen in den lotrechten Schnitten 284.

Mauer, Abdichtung 200.

—, Sicherheit gegen Verschieben

201.

—, stückweise Ausführung 448.

—, Überfälle 376.

—, Winterabdeckung 513.

Maueri. Schl. ; Hochwasserschutzbecken 407.

— in Schlesien, Talsperre, Kosten nach der Ausführung 626. Mauerarbeiten 506.

—, statistisches Ergebnis 512.

9

—, Mörtel 508.

Mauerwerk, Ausführung 534. Mauerwerk, zulässige Beanspru

chungen 255.

—, Bestandteile 186.

—    aus Bruchsteinen, Gewichtsermittlung 230.

—, Druckbeanspruchung 255.

—, Größe der Steine 507.

—, Herstellung 187.

—, größte Kantenpressungen254.

—, Kosten 618.

—, Raumgewicht 231.

—    der Sperrmauern; Durchfluß -Öffnungen 391.

—    in Talsperren (Beschaffenheit) 185.

—    in ausgeführten Talsperren, Beanspruchungen 257.

—    der Talsperre von Jersey-Stadt, Ausführung 519.

—    inZement-Traßmörtel; Kosten 620.

— inhalt und Baugrubeninhalt gekrümmter Talsperren 611.

79.

55.

Mauerwerksspannungen bei Anstauung der Talsperren 544.

Meer Allum-Sperre 338.

Meldewesen i. Talsperrenbetriebe 556.

Mescheder Talsperre ; Abdichtung der Berghänge 586.

—    Talsperre, Gründungsverhältnisse 168.

Meßarbeiten beim Bau 520.

Messung der Abflußmengen 54.

Messungen der Abflußmengen im Flußgebiet der Wiese (südl. Schwarzwald) 69.

Messung des Beckeninhalts 184.

Messungen der Bewegungen 550.

—, Ergebnisse der Bewegung der Mauerkrone 551.

—, hydrographische, erreichbare Genauigkeit 58.

—    von Niederschlägen 46.

—    mittels Schwimmer 60.

—    von Sickermengen 553.

—    der Wärme im Mauerkörper der Talsperren 549.

—    der Temperatur in Staubecken

Messung der Wasserabgabe mit Schreibpegel; massives Meßwehr 558.

Messungsergebnisse (Wassermessungen), Darstellung 58.

— von Niederschlagshöhen und Wasserabflußmengen 62, 63.

Meßvorrichtung, selbstzeichnende

Meßwehr, massives, zur Messung der Wasserabgabe mit Schreibpegel 558.

Meßwehre, Überlaufhöhe 56.

Minenlegung i. Steinbruchbetrieb 460.

Mischungsverhältnis des Betons 519.

— des Mörtels 186."

Mittelkraftlinie 236.

Möhnetalsperre (Beschaffenheit des Talbeckens) 87.

—, Bau 530.

—, Stollen 526.

—, Umleitung des Wassers beim Bau 449.

—, Wasserwirtschaftsplan 128,-

Moment des Mauerkörpers 243.

Momente, wirtschaftspolitische 600.

Monatliche Abflußbeiwerte 76. Mörtel (Beschaffenheit) 186. Mörtel der Talsperren 196. Mörtel (Bedingungen für den Bau) 537.

—    der Mauerung 508. Mörtelanlage 485.

—    und Kalkgruben, Größe 451. Mörtelbereitung 484.

—, Beschaffenheit des Wassers 481, 538.

—, Kollergänge 485. Mörtelfestigkeit in den Bauwerken 482.

Mörtel, Festigkeitsprüfung 481. Mörtel, Mischungsverhältnis 186. Mörtelverbrauch 452.

Mörtel, Wassergehalt 475. Mörtel, Zubereitung 186.

Mörtel, zweckmäßigster, für Talsperren 467.

Mörtelmaschinen 452. Mörtelmischen mit Maschinen484.

Nachtrag zu dem Statut der Wupper-Talsperren-Genossen-schaft 673.

Nachträgliche Abdichtungsarbeiten an Sammelbecken 584.

—    Abdichtungsarbeiten an der Gothaer Talsperre 587.

—    Aufhöhung von Sperrmauern 576.

—    Aufhöhung und Vergrößerung der Talsperren; Literatur 594.

Naturgemäße Querschnittsform 224.

Nebenanlagen 423.

Necaxa- und Tenangofluß-Dämme 325.

Neiße, Reichenberger, Hochwassermengen 152.

Neue Art der Abdichtung 585.

Neuere Bauausführungen, jährliche Leistungen 498.

—    Gesichtspunkte für die Berechnung und den Entwurf von Sperrmauern 264.

—    Talsperrenanlagen, Gesamtkosten 625.

Neues Wassergesetz in Preußen 661.

Neues preußisches Wassergesetz, Auszug 679.

Neu York, Wasserversorgung 17. Neyetal, Schürfungsarbeiten für die neue Remscheider Talsperre

165.

•—, Talsperre, allgemeine Beschreibung 16.

Niederschläge, Verteilung 51. Niederschlag und Abfluß, Beziehung zu einander 74. Niederschlagsgebiete, Abflußmengen nach dem Größenver-verhältnis 72.

Niederschlagsgebiet der Nordhauser Talsperre, Reinhaltung

431.

— der Nordhauser Talsperre; Wirtschaftsbeschränkungen

432.

Niederschlagshöhen und -Mengen

46.

—    und Wasserabflußmengen, Messungsergebnisse 62, 63.

—    und Abflußmengen im Langen Tale bei Nordhausen (Harz) 66.

Niederschlagsmengen und -Höhen

46.

Niederschlagsmessungen 46.

Niederschlags- und Abflußverhältnisse im Gebiet der Märkischen Wasserstraßen 68.

Niedrigwasser, Aufhöhung 26.

Nijar-Talsperre 219.

Niltal, Bewässerung 3.

Nordamerika; Sammelbecken 5.

Nordhausen, Schiebereinrichtun-gen 367.

—    a. Harz, Allgemeine Beschreibung der Talsperrenanlage 4L

—, Überlauf der Talsperre 381.

—, Entnahmeeinrichtungen der Talsperre 356.

—    a. Harz, Talsperre der Stadt; Abfindung der Unterlieger 633.

—, Aufhöhung der Talsperre 578.

—    a. Harz, Besondere Bedingungen für den Bau der Talsperre 530.

—    am Harz, Betriebsplan für die Trinkwasserversorgung 135.

—    a. Harz, Niederschlagshöhen und Abflußmengen im Langen Tale 66.

am

Nordhausen a. Harz; Preise nach dem Ergebnis der Bauausschreibung der Talsperre 616, 617.

—, Reinhaltung des Niederschlaggebietes 431.

—, a. Harz, Schürfungen für den Bau der Talsperre 164.

—, wasserwirtschaftliche Ergebnisse der Talsperre 563.

Nordhauser Talsperre, Wirtschaftsbeschränkungen im Niederschlaggebiet 432.

—    a. Harz, Elektrizitätswerk d. Stadt; wirtschaftliche Ergebnisse 650.

Normalisierungsplan 555.

Notfällen 364.

Notwendige Druckhöhe, Berechnung 416.

Nutzen, wirtschaftlicher, der Hochwasserschutzsperren 655.

—, wirtschaftlicher, der Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbachtal 647.

—    von Zuschußwasser 638.

Nutz Wasserentnahme, Talsperre

Solingen 355.

—, Umlaufstollen 358.

Nutzwasserentnahmeeinrichtungen der Talsperre von San Roque 351.

Nutzwassermenge 638.

Oberes Sihltal, Bohrungen für den Stausee 165.

— Wesergebiet, Staubecken 42.

Oder, Staubecken 24.

Offne Lagerfugen, Standfestigkeit der Staumauern 271.

Öffnungen in Sperrmauern, Berechnung des Abflusses 420.

Okertalsperre, Betriebsplan 110.

Organisation des Betriebes 545.

östertalsperre, Versuche über inneren Auftrieb 270.

Ostpreußens Regen- und Abflußmengen 70.

Patapsco-Talsperre 343. Pathfinder-Talsperre 362. Pegelablesungen 64. Pennsylvanien, Zerstörung der Austin-Talsperre 590.

Pferdekraftstunde, Genossenschaftsbeiträge für eine, bei den Talsperren im Wupper- u. Ruhrgebiet 653.

Plauen, Betriebsplan der Talsperre 113.

Porigkeit des Betons 517.

Praktische Gesichtspunkte für die Querschnittsgestaltung 225.

Preis, erzielbarer, einer Kraft 635.

Preise nach dem Ergebnis der Ausschreibung der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 616, 617.

Preußen, Auszug aus dem neuen Wassergesetz 679.

—, Talsperrenbauten 527.

—, neues Wassergesetz 661.

Preußischer Staat ; Kraftwerk 604.

Probemauerkörper, Anfertigung 515.

Probeputzflächen, Versuche mit Anstrichmasse 201.

Probeschacht in der Gründungssohle 489.

Prüfung von Beton 482.

—    von Bruchsteinen 455.

—    und Gewinnung der Baustoffe 453.

—    der Steine auf Wetterbeständigkeit 454.

—    von Traß 480.

Queis, Betriebsplan der Talsperre Marklissa 136.

Queis-Hochflut vom Juli 1897 150.

Queis-Hochwasserschutzbecken bei Marklissa i. Schlesien, Wasserwirtschaftsplan 149.

Quellenfassung in der Gründungssohle 490.

Querschnitt nach Delocre 220.

—    nach Intze 223.

—    von Krantz 221.

—    nach Kreuter 226.

—    nach Rankine 222.

—    nach de Sazilly 220.

—    des Dammes des Stauweihers von Herischdorf 311.

—, Scherbeanspruchung Rande desselben 239.

—    der Sperrmauern, Verteilung der Schubkräfte 283.

Querschnitt einer Staumauer, Berechnung der Abmessungen 261.

Querschnitte von Talsperren in Böhmen 256.

Querschnitt der Talsperre im Furens 221.

---der Gileppe 224.

—, Wahl 260.

Querschnittsabmessungen, Rechnungsverfahren zur Bestimmung der, 235.

Querschnittsermittlung, Gang des Verfahrens 259.

Querschnittsformen, geschichtlicher Rückblick über die Entwicklung 218.

Querschnittsform, naturgemäße 224.

Querschnittsgestaltung nachpraktischen Gesichtspunkten 225.

—    von Staudämmen 295.

—    und Berechnung der Sperrmauern; Literatur 263.

—    und Berechnung der gemauerten Talsperren 218.

Radaune, Staudamm 412.

Rand-Scherbeanspruchung 239.

Randspannungen 238.

Rankine- Querschnitt 222.

Raumgewicht des Mauerwerkes 231.

Rechnerische Untersuchungen bogenförmig gebauter Talsperren 274.

—    Untersuchung von Talsperren-Querschnitten 229.

Rechnungsverfahren zur Bestimmung der Querschnittsabmessungen 235.

Rechten, Verleihung von 662.

Redridge-Sperre 340.

Regelung der Abflußmengen 22.

Regenfall; außergewöhnlicher 52.

Regenhöhen 47.

—    und Abflußmengen im Sengbachtale 64.

Regenkarten 50.

Regen- und Abflußmengen Ostpreußens 70.

Regenmesser 48.

Regenstationen 48.

Regulierung der Bachbetten für Hochwasserabfluß 145.

Remscheid, Talsperre der Stadt im Eschbachtale; Entschädi- | Ruhrgebiet 18. gung für Wasserentziehung 632.

Nord-

•Reichenberger Neiße, Hochwassermengen 152.

Reine Erdschüttung bei Staudämmen 294.

Reinhaltung des Niederschlaggebiets der Nordhauser Talsperre 431.

— und Reinigung des Talsperrenwassers 425.

Reinigen, Ausgießen und Betonieren der Felssohle 490.

Reinigung des Wassers; Solingen 426.

—    und Reinhaltung des Tal-

-    sperrenwassers 425. Remscheider Talsperren, Beschreibung 14.

Remscheider Talsperre im Neyetal, Schürfungsarbeiten 165.

Remscheid, Talsperre im Esch-bachtal ; wirtschaftlicher Nutzen 647.

Remscheider Talsperre, Zufluß -mengen 68.

Reserve des Hauptbeckens 98.

Rhein,, Schiffahrtsverhältnisse 132.

Rheinisch - westfälische Bauweise 493.

Rheinland und Westfalen, Talsperren 12.

Rieselwiesen, Bauweise 428.

—, Kosten 623.

Ringspannungsformel 276.

Rohrleitungen, Berechnung der Druckhöhe 416.

—, Leistungsanzeiger 557.

— in Staumauern 353.

—, Berechnung des Abführungsvermögens 415.

—, Verminderung der Leistungsfähigkeit 418.

—, Widerstandshöhe 417.

Rohrschieber 364.

Rohrstollen, Bauweise 353.

—, Anleitung für den Bau 187.

—, Baubedingungen 535.

Rollschütze 368.

—, Berechnung 370.

Rollschützen, Versuche mit 370.

Rollschütze an der Staumauer bei Assuan 371.

—    für die Talsperre bei Mark-lissa 369.

—    am Roosevelt-Damm 373.

Roosevelt-Damm, Rollschütze

373.

Rückblick, geschichtlicher, über die Entwicklung der Querschnittsformen 218.

Ruhr, Wasserförderung aus dieser 652.

Ruhrgebiet und Wupper-, Genossenschaftsbeiträge für eine Pferdekraftstunde 653.

Ruhr, Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken zur Aufhöhung des Grundwassers 125.

Ruhrtalsperren, Zweck 19. Ruhrtalsperrengenossenschaften, Wupper- und, wirtschaftliche Ergebnisse 653. Ruhrtalsperrengesellschaft 654. Ruhrtalsperrenverein, Beiträge 676.

Ruhrtalsperren verein, Betriebsergebnisse 567.

Ruhrtalsperrenverein, Finanzübersicht 654.

—, Satzungen 675.

—, wirtschaftliche Lage 651.

Sammelbecken zur Aufhöhung d. Grundwassers in der Ruhr, Wasserwirtschaftsplan 125.

—, staffelförmiger Ausbau 91.

—, die mehreren Zwecken zugleich dienen; Betriebspläne 151.

—    im Bever- und Lingesetal, Wasserwirtschaftsplan 122.

—    in Nordamerika 5.

—, nachträgliche Abdichtungsarbeiten 584.

—, Dienstanweisung für Stauwärter 193.

—-, Kanalspeisung 20.

—, Stauinhalt 93.

—, Wasserhaushalt 102.

Sammelbeckenbuch 192.

Sammelweiher für das Elektrizitätswerk Kubel 299.

Sand, Beschaffenheit 186,196,538.

Sandbedarf 452.

Sandfilter 427.

Sandzusatz, wechselnder, bei Traßkalkmörtel 474.

San Roque, Talsperre, Beschreibung 6.

—, Talsperre, Entnahmeeinrichtungen 351.

—, Talsperre, Überläufe 383. Sätze in v. H., Abflußmenge darnach 71.

Satzungen, Allgemeines 659.

— des Ruhrtalsperrenvereins 675.

de Sazilly-Querschnitt 220. Schadenhochwasser 29. Schädliche Wassermenge 145. Scherbeanspruchung am Rande des Querschnitts 239.

—, zulässige 258.

Scherkraft 286. Schiebereinrichtungen, hausen 367.

—    der Solinger Talsperre 367. Schieberhäuser 355. Schießrothrieddamm 306. Schiffahrt, Vorteil aus den Talsperren 598.

Schiffahrtsabgabengesetz 663. Schiffahrtsverhältnisse desRheins

132.

Schiffahrtszwecke, Talsperren 19. —, Talsperren für, Ertrag 636. —, Talsperren; Betriebsergebnisse 569.

—    bei Talsperren, Betriebspläne 130.

Schlamm in Staubecken, Untersuchung 161.

Schlesien, Hochwasserschutz -sperren ; Betriebsergebnisse 572. —, Kosten nach der Ausführung der Talsperre von Mauer 626.

-—, Wasserwirtschaftsplan für d. Hochwasserschutzbecken am Queis 149.

Schlesische Hochwasserbecken 401.

—    Hochwasserverwallungen 309.

—    Talsperren 31.

Schleusenanlage der Talsperre

von Assuan 422.

Schnitte, Drucklinie für die lotrechten 290.

Six Mile Creek-Damm 282. Sohngen; Angebotspreise vom Bau des Wasser- und Elektrizitätswerkes 615.

—-, Anweisung betreffend die Beaufsichtigung der Stauweiheranlage im Sengbachtal 546. zur Messung der Wasserabgabe —, chemische Untersuchung des

Wassers aus dem Staubecken

Schnitte, lotrechte, Materialbeanspruchungen 284.

Schnüren im Steinbruchbetrieb 461..

Schönfilterung 426.

Schräge Stollenführung 399. Schreibpegel, massives Meßwehr

558.

Schubkräfte-Verteilung im Querschnitt der Sperrmauern 283. Schürflöcher, Solinger Talsperre 163.

Schürfungen 162.

:— für den Bau der Talsperre der Stadt Nordhausen a. Harz 164.

Schürfungsarbeiten für die neue Remscheider Talsperre im Neye-tal 165.

Schütterde für Staudämme 297.

Schüttung eines Dammes 318.

Schutzmantel für Sperrmauern 204.

Schwankungen des Wasserspiegels im Solinger Staubecken 561.

Schwarzwald, südl., Abflußmengenmessungen im Flußgebiet der Wiese 69.

Schweizerisches hydrometrisches Bureau 45.

Schwimmermessungen 60.

Segmentschütze 374.

Seilbahnen, Bauweise mittels 504.

Selbstzeichnende Meßvorrichtung für Wasserabfluß 55.

Sengbachtal bei Solingen, Anweisung betreffend die Beaufsichtigung der Stauweiheranlage 546.

—, Berechnung der Talsperre240.

—-, Regenhöhen und Abflußmengen 64.

Senkungsgebiet eines Kohlengebirges, Talsperre im 172.

Settons, Schutzmantel der Sperrmauer von 205.

Shoshone-Talsperre 390.

Sicherheit gegen Gleiten 258.

— gegen Verschieben der Mauer

201.

Sickermengen in Talsperren 103.

Sickermengenmessungen 553.

Sihltal, oberes, Bohrungen für den Stausee 165.

561.

—, Einrichtung der Baustelle für das Wasser- und Elektrizitätswerk 436.

—, Reinigung des Wassers 426.

Solinger Talsperre, Schürflöcher 163.

—    Staubecken, Schwankungen des Wasserspiegels 561.

Solingen, Staudamm mit Betonkern 314.

Solinger Talsperre im Sengbachtale, Entnahmeeinrichtungen 355.

—    Talsperre, Schiebereinrichtungen 367.

—    Talsperre, Hochwasserentlastung 377.

—    Talsperre, elastische Bewegungen der Mauerkrone 553.

—    Talsperrenanlage, Stollenbau 524.

Solingen, Talsperrenanlage des Wasser- und Elektrizitätswerks, Betrieb 559.

Solinger Talsperrenanlage, wasserwirtschaftliche Ergebnisse 560.

—    Talsperrenbau, Gründungsarbeiten 487.

—    Vorbecken, Bewegung des Betonkerns im Staudamm 552.

Solingen, Wasser- und Elektrizitätswerk, Beschreibung 38.

Solinger Wasser- und Elektrizitätswerk, Betriebsplan 153.

Solingen, Wasser- und Elektrizitätswerk der Stadt; wirtschaftliche Ergebnisse 647.

Solinger Talsperren; Einheitspreise vom Bau 615.

Spanische Staumauern 218.

Spannungen im Mauerwerk bei Anstauung 544.

Sperren, eiserne ; Berechnung 338.

Sperre von Assuan 350.

Sperre von Assuan, wirtschaftliches Ergebnis 651.

—, Katarakt-, Bau 529.

Sperrmauer bei Assuan, Aufhöhung 583.

—, Dienst an der 546.

—, Öffnungen in der 420.

—    am Belubula-Fluß, Kosten 628.

Sperrmauern, Abdichtung 200.

—, amerikanische Bauweise 501.

—, analytische Berechnung 236, 242.

—, ausgeführte ;    Hauptabmes

sungen 260.

—, nachträgliche Aufhöhung 576.

Sperrmauern, graphische Berechnung 236.

Sperrmauern; Durchflußöffnungen im Mauerwerk 391.

—, Geländer 213.

—, Grundriß 194.

—, Literatur über die Berechnung und Querschnittsgestaltung 263.

—, neuere Gesichtspunkte für die Berechnung und den Entwurf 264.

—, Schutzmantel 204.

—, Verputz an der Wasserseite

201.

Sperrmauer, Lake-Chesman 278.

Sperrmauer von Settons, Schutzmantel 205.

Sperrmauern, Theorie 224.

Sperrmauern, Überfälle 415.

Sperrmauern, Unterhaltung 548.

—, Verteilung der Schubkräfte im Querschnitt 283.

Spindelschieber 364.

Sprengbetrieb 460.

Sprengladungen, Berechnung 465.

Springbrunnen bei Stauweihern 428.

Staat, Preußischer; Kraftwerk 604.

Staatliche Bauaufsicht bei Talsperrenbauten 527.

—    Talsperrenbauten in Preußen 527.

Staffelförmiger Ausbau der Sammelbecken 91.

Standfestigkeit der Staumauern mit offnen Lagerfugen 271.

Stauinhalte ausgeführter Talsperren 100.

Staumauern, Ausführung in Beton 516.

—, graphische 240.

—    mit offnen Lagerfugen, Standfestigkeit 271.

—, Rohrleitungen in 353. Staumauer des Alfeldweihers 349. Staumauern, spanische 218. Staumauern, vorläufige Ermittlung des Mauerinhaltes 610.

—, zerstörte ; Wiederherstellung 593.

Staumauer bei Assuan, Rollschütze 371.

Staumauerquerschnitt, Berechnung der Abmessungen 261. Stauraum, Größe 93.

—, wirtschaftlich günstigste Größe 97.

—, Zerlegung 90.

Stausee im oberen Sihltal, Bohrungen 165.

Stau wärter 190.

—    bei Sammelbecken, Dienstanweisung 193.

Stauweiher in Alfeld, Betriebsplan 154.

—    von Grüssau 309.

—    im Harz 25.

—    von Herischdorf, Querschnitt des Dammes 311.

—    bei Herischdorf, Betriebseinrichtungen 404.

—, Springbrunnen 428. Stauweiheranlage im Sengbachtale bei Solingen, Anweisung betreffend die Beaufsichtigung 546.

Stauweiher in den Vogesen, Beschreibung 7.

—    in den Vogesen; wirtschaftlicher Gewinn 650.

Staudamm mit Betonkern der Steinbrüche, Anlage 173, 457.

—, Arbeiterbedarf 452.

—    des Solinger Vorbeckens, Be- Steinbrüche,Baubedingungen537. wegung des Betonkerns 552.

—    bei Straschin-Prangschin 311.    —, elektrische Zündung 461.

Standsicherheitsbedingungen 229.

Statische Verhältnisse der Erd-dämme 292.

Statistisches Ergebnis der Mauerarbeiten 512.

Statut der Wuppertalsperren -Genossenschaft 667.

—    der Wuppertalsperren-Genossenschaft, Nachtrag 673.

Stauanlage von Assuan 4.

Stauanlagen, Allgemeine Vorschriften, Wassergesetz 680.

Staubecken, Abräumungskosten 622.

—, erste Anstauung 543.

—, Betriebseröffnung 189.

—    für Kraftgewinnung 89.

—, Temperaturmessungen 79.

—    für Trinkwasserversorgung 88.

—    vonAssuan,Betriebsergebnisse 565.

—    an der Oder 24.

—    in Böhmen 33.

—, Solinger; Schwankungen des Wasserspiegels 561.

—    der Stadt Solingen ; chemische Untersuchung des Wassers 561.

—, Untersuchung des Schlammes 161.

—    im oberen Wesergebiet 42.

Staudämme 292.

—, Anleitung für den Bau 188.

—, Bauweise 294.

—, vergleichende Betrachtungen über die verschiedenen Bauweisen 327.

Staudamm mit Betonkern 277.

Staudämme ; Betriebseinrichtungen 411.

—, bogenförmige 331.

—, französische Bauart 301.

—, Herstellung mittels Ein-schlämmung 322.

—    in reiner Erdschüttung 294.

—, Höhe 295.

—, Literatur 334.

—, Querschnittsgestaltung 295.

Staudamm am Hauser-Lake 340.

—    an der Radaune 412.

Stadt Solingen 314.

Stauhöhe einer Talsperre und Kosten, deren Beziehungen 96. Stauinhalt eines Sammelbeckens

93.

Untersuchung

Steinbruchbetrieb 463.

Steinbruchbetrieb, Minenlegung 460.

—    ; Schnüren 461.

Steinbrüche, Undichtigkeiten ;

Lingese-Talsperre 587.

Steine, Druckfestigkeit 456.

—, Größe im Mauerwerk 507. —, Prüfung auf Wetterbeständigkeit 454.

—, Untersuchung 455.

—, Vorrat 462.

—, Wasseraufnahme 456.

—, Zufuhr 441.

Steingewinnung, Kosten 463. Steinmaterial, Beschaffenheit 186. 196.

Stollen 353.

—    (Druckstollen) und Abfallschächte 419.

—, Umläufe in 447.

—    für die Möhnetalsperre 526. Stollenbau der Solinger Talsperrenanlage 524.

Stollenführung, schräge 399.

Stoß derWassermassen bei Überfällen 381.

Strahldicke 56.

Straschin- Prangschin-Staudamm 311.

Stückweise Ausführung der Mauern 448.

Stützlinie 236.

—, Ermittlung 242.

Stützmauer und Bogen, gleichzeitige Wirkung 277.

Südharz, geologische Karte des Langen Tales 159.

Tagesausgleich weiher 124.

Talbecken, Abräumung 433.

—, Hauptforderungen für die Wahl 86.

—, Versickern 103.

—, Wahl 85.

— der Möhnetalsperre, Beschaffenheit 87.

Tal, Langes, im Südharz, Geologische Karte 159.

Talsperren, Absteckung 520.

—, —, bogenförmige 52L

—, Architektur 214.

—, aufgelöste; Berechnung 336.

—, Aufsicht über Betrieb und Unterhaltung 190.

Talsperren, ausgeführte, Beanspruchungen des Mauerwerkes 257.

—    für Bewässerungszwecke 2.

—, Gesamtkosten 620.

—, bogenförmige in Australien 276.

—, ausgeführte, Stauinhalte 100. —, Bauausführung, Vorschriften 185.

—, Bauausführung 435.

—, Baustoffe 195.

-—, Bauweise im allgemeinen 194. —, besondere Bauweise 335.

—, Betrieb 543.

—, Betriebsanleitung 189.

—, Betrieb; Literatur 594.

—, Betriebseinrichtungen 346.

-—, Betriebserfahrungen 94.

—, Beziehungen zwischen Stauhöhen und Kosten 96.

—, bogenförmig gebaute, rechnerische Untersuchungen 274. —, Einstellung des Betriebes 190. —- aus Eisenbeton 341.

—, Eiseneinlagen 342.

—, eiserne 338.

—    zur Ergänzung des Grundwasserstromes 19.

—, Geldaufbringung 605.

—, Fischereibetrieb 575.

—, gemauerte, Berechnung und Querschnittsgestaltung 218.

—, gemauerte, mit aufgelöstem Querschnitt; Kosten 626.

—, Genehmigungs-Bedingungen 185.

—    für gemeinsame Zwecke 34. —, gesamte Betriebskosten 635. —, gekrümmte 273.

—, gekrümmte; Baugruben- und Mauerwerkinhalt 611.

—    für Hochwasserschutz, Allgemeines 28.

—, Hochwasserschutz, wirtschaftliche Bedeutung 599.

—, der innere Auftrieb in 265. —, Kosten 606.

—, Kosten, bezogen auf 1 cbm Mauerwerkinhalt 624.

—, Kosten; Literatur 658.

—    für Kraftgewinnung 24.

—, Literatur über Bauausführung 541.

Talsperren, Literatur zur Bauweise im allgemeinen 199.

—, Literatur zu »Besondere Bauweise« 345.

—    aus Mauerwerk 185.

—, zweckmäßigster Mörtel 467.

—    für Schiffahrtszwecke, Allgemeines 19.

—    für Schiffahrtszwecke, Ertrag 636.

—    für Schiffahrtszwecke; Betriebsergebnisse 569.

—    für Schiffahrtszwecke, Betriebspläne 130.

—    Schlamm, Untersuchung 161.

—    im Senkungsgebiet eines Kohlengebirges 172.

—, Tilgungssatz des Baukapitals 632.

—, für Trinkwasserversorgung, Allgemeines 11.

—    für Trinkwasserversorgung, Ertrag 636.

—, Unterhaltung 189.

—, Unterhaltungskosten 643.

—, Vergleich zwischen den Bauweisen 489.

—    Vorteil für Schiffahrt 598.

—, Wasserbedarf für deren

Zwecke 81.    .

—    (Wassergesetz) 681.

—, wirtschaftlicheBedeutung 595.

—, Wirtschaftlichkeit für gemeinsame Zwecke 645.

—    für zentrale Kraftgewinnung; Unternehmungsform 602.

—, Zerstörung 587.

—, Zerstörung; Literatur 595.

—, Ziegelmauerwerk aus 197.

—, Zwecke 1.

Talsperre, eiserne, bei Ash Fork 339.

—    bei Assuan, Gründungssohle 168.

—    von Assuan, Schleusenanlage 422.

—, bogenförmige in Australien 276.

—    von Austin in Pennsylvanien ; Zerstörung 590.

—, böhmische;Hochwasserschutz 574.

—    in Böhmen, Querschnitte 256.

—    von Bouzey, Zerstörung 588.

Talsperre, von Buchwald 199.

—    des Crotonflusses, Beschreibung 17.

—    des Crotonflusses, Gründung 167.

—    des Croton, Hochwasserentlastung 377.

—    im Eckertale, Wasserwirtschaftsplan 140.

—    von Elche 219.

—    der Ennepe, Aufhöhung 581.

—    im Eschbachtal 14.

—    in Frankreich, Entwerfen 180.

—    im Furens, Querschnitt 221.

—    der Gileppe, Betriebseinrichtungen 359.

—    der Gileppe, Querschnitt 224.

—, Gothaer; nachträgliche Abdichtungsarbeiten 587.

—    Habra in Algier; Zerstörung 589.

—    im Harz 25.

—    von Jersey-Stadt, Bauweise 313.

—    von Jersey-Stadt, Kranbetrieb beim Bau 502.

—    von Jersey-Stadt, Ausführung des Mauerwerks 519.

—, Katarakt- 358.

—    für das Elektrizitätswerk Kubel (Schweiz), Bau 497.

—    der Stadt Lennep, Erhöhung 579.

—    Lingese; Undichtigkeiten in den Talsperren 587.

—- der Lister, Betriebsplan 137.

—    Marklissa am Queis, Betriebsplan 136.

—    bei Marklissa; Hochwasserzurückhaltung 574.

—    von Marklissa. Kosten nach der Ausführung 626.

—    bei Marklissa, Rollschütze 369.

—    von Mauer in Schlesien. Kosten nach der Ausführung 626.

—, Meer Allum 338.

—, Meschede; Abdichtung der Berghänge 586.

—    Meschede, Gründungsverhältnisse 168.

—    an der Mohne, Talbecken 87.

—    an der Mohne, Bau 530.

—    an der Mohne, Stollen 526.

fälle 383.

—, Schlesische 31.

240.

—    von Shoshone 390.

— Solingen, Nutzwasserentnahme 355.

— Solingen, Schiebereinrichtungen 367.

— Solingen, Entlastungsanlagen 377.

—, Solinger, Einheitspreise vom Bau 615.

—, Solinger, elastische Bewegungen der Mauerkrone 553.

-—, Undichtigkeit 104.

—    der Urft (Eifel) 27.

—    der Urft, Hochwasserentlastung 388.

—    der Urft, Abflußmengen 66.

—    der Urft, Berghänge 170.

—    der Urft, Betriebseinrichtungen 443.

—    der Urft, Betriebsplan 133.

—    der Urft, Entnahmeeinrichtungen 360.

—    von Wachusett 388.

—    Waldecker, Hochwasserentlastungsanlagen 385.

—, Waldecker, Zweck 22.

—    Waldecker, gemeinsame Zwecke 42.

—    im Wupper- und Ruhrgebiet, Genossenschaftsbeiträge für eine Pferdekraftstunde 653.

—    im Wuppergebiet. Hochwasserschutz 571.

Talsperrenanlage, Solinger, Stollenbau 524.

Talsperrenbau, Solinger 487. Talsperrenanlage,Solinger,wasserwirtschaftliche Ergebnisse 560.

—    des Wasser- und Elektrizitätswerks der Stadt Solingen 559.

Talsperrenanlagen, neuere; Gesamtkosten 625.

Talsperrenausführungen, Tunnelbau 523.

Talsperrenbau in den afrikanischen Kolonien des deutschen Reiches 11.

Talsperrenbau für Kraftzwecke 602.

Talsperre von San Roque, Über- ! Talsperrenbauten in Preußen

527.

— im Sengbachtale; Berechnung —, staatliche Bauaufsicht 527.

Talsperrenbetrieb, Buchführung 548.

78.

Talsperre, an der Mohne, Umleitung des Wassers beim Bau 449.

—    an der Mohne, Wasserwirtschaftsplan 128.

—    im Neyetale 16.

—    der Stadt Nordhausen am Harz 41.

—    der Stadt Nordhausen am Harz, Hochwasserentlästung 381.

—    der Stadt Nordhausen, Einrichtungen zur Wasserentnahme 356.

—    der Stadt Nordhausen, Aufhöhung 578.

—    der Stadt Nordhausen a.Harz. Abfindung der Unterlieger 633.

—    der Stadt Nordhausen a. Harz, besondere Bedingungen für den Bau 530.

—    der Stadt Nordhausen a. Harz, Preise nach dem Ergebnis der Bauausschreibung 616, 617.

—    von Nordhausen, Reinhaltung des Niederschlaggebietes 431.

—    der Stadt Nordhausen a. Harz, Schürfungen 164.

—    der Stadt Nordhausen ; wasserwirtschaftliche Ergebnisse 563.

-— Nordhausen, Wirtschaftsbeschränkungen im Niederschlaggebiet 432.

—    am Patapsco-Eluß 343.

—, Pathfinder- 362.

—    im Okertal, Betriebsplan 110.

—    der Stadt Plauen, Betriebsplan 113.

—, Redridge- 340.

—    Remscheid 14.

—    der Stadt Remscheid im Esch-bachtale ; Entschädigung für Wasserentziehung 632.

—    der Stadt Remscheid im Esch-bachtal; wirtschaftlicher Nutzen 647.

—    Remscheid, Zuflußmengen 68.

—    von Remscheid im Neyetal, Schürfungsarbeiten 165.

—    von San Roque, Nutzwasserentnahmeeinrichtungen 351.

—    in Rheinland und Westfalen

12.

—    an der Ruhr 19.

—    von SanRoque,Beschreibung 6.

—, staatliche 527.

—, Eischereierträge 576.

—, Meldewesen 556.

Talsperrengenossenschaften ; Beitragsermittlungen 638.

Talsperrengenossenschaft, Volme-654.

Talsperrengesellschaft, Rur- 654.

Talsperrengesetzgebung 660.

Talsperrenmauerwerk aus Bruchstein; Kosten für 1 cbm 621.

Talsperrenquerschnitte, rechnerische Untersuchung 229.

—, vergleichende Darstellung 261.

Talsperrenunternehmungen, Finanzierung 605.

Talsperrenverein, Ruhr-, Einanzübersicht 654.

Talsperren- oder Grundwasser 81.

Talsperrenwasser, chemische Beschaffenheit 78.

Talsperrenwasser, Eigenschaften

! —, Reinhaltung und Reinigung 425.

Technische Grundlagen 1.

Teich, Dörntaler 305.

Temperaturmessungen in Staubecken 79.

Tenango-und Necaxafluß-Dämme-325.

Theorie der Sperrmauern 224.

Tilgungssatz des Baukapitals bei Talsperren 632.

Transportbahnen und Zufuhrwege 539.

Traß 186.

—, Eigenschaften 478.

—, Bedingungen für die Lieferung 538.

—, Prüfung 480.

—, Trocken- und Glühverlust 480.

—, wilder 478.

Traß-Kalkmörtel 468.

Traßmörtel, Kostenfrage 477.

Traßkalkmörtel mit wechselndem Sandzusatz 474.

—, Zugfestigkeit 473.

Umlaufstollen, für Hochwasser- Untersuchungen, rechnerische, entlastung 389.

— zur Nutzwasserentnahme 358.

sperren 274.

Umleitung des Wassers um die —, rechnerische, von Talsperren-Baustelle während der Bauzeit

— des Wassers beim Bau der j — des Talsperren-Schlammes

161.

Möhnetalsperre 449.

Undichte Berghänge, neue Art I — des Untergrundes 157.

—, chemische, des Wassers aus den Staubecken der Stadt Sö

der Abdichtung 585.

— Felshänge, Abdichtung 585.

Undichtigkeit der Talsperren 104.

Undichtigkeiten in den Stein- Unterwasserfilter 427.

—, Betriebsplan 133.

Unterdrück in der Gründungs- —, Entnahmeeinrichtungen 360. sohle 265.

Traßkalk- und Traßzementmörtel, Dichtigkeit- und Festigkeits-versuche 470.

Traßmörtel 196.

—, Eigenschaften 468.

—, Kosten 619.

—, Kosten des Bruchsteinmauerwerks 620.

Traßzementmörtel, Festigkeits-versuehe 469.

Traßzement- und Traßkalkmör-tel, Dichtigkeit- u. Festigkeitsversuche 470.

Trinkwasserreinigung 434.

Trinkwasserversorgung, wirtschaftliche Bedeutung 596.

—, Bedarf an Wasser 83.

—, Staubecken 88.

—    aus Talsperren 11.

—, Talsperren für, Ertrag 636.

—    der Stadt Nordhausen a. Harz, Betriebsplan 135.

Trocken- und Glühverlust des Traßes 480.

Tuffsteingruben 478.

Tunnelbau bei Talsperrenausführungen 523.

Überdeckte Filter, Kosten 623. Überfälle; größte Abflußmengen für die Berechnung 416.

—    am Berghange und auf der Sperrmauer 415.

—    in Einsattlungen benachbarter Berghänge 387.

—    an der Mauer 376.

—    der Talsperre von San Roque 383.

—, Überströmungshöhe 379. Überfallwehre 56. Überlandzentralen 26.

Überlauf, Höhenlage 395.

—    der Talsperre Nordhausen 381. Überläufe, Aufhöhung 577. Überläufe der Hangkaskaden 416.

—    der Talsperre San Roque 383. Überlauf höhe an Meßwehren 56 Überströmungshöhe der Überfälle

379.

Umläufe in Stollen, Leistungsfähigkeit für die Wasserabführung während der Bauzeit 447. Umlaufstollen, geologische Untersuchung 170.

446.

brüchen der Lingese Talsperre 587.

Unmittelbare Gefahr im Betriebe 547.

Unschädliche Abflußmengen an Gebirgsflüssen 148. Unterbringung der Arbeiter in Baracken 539.

Untergrunduntersuchungen 157.

Unterhaltung der Talsperren, Anleitung 189.

—    und Betrieb der Talsperren, Aufsicht 190.

—    und Betrieb, Handhabung der Aufsicht 191.

—    der Sperrmauern 548.

Unterhaltungskosten der Talsperren 634.

Unterlieger, Abfindung; Talsperre der Stadt Nordhausen am Harz 633.

Unternehmerbau oder Eigenbetrieb 527.

Unternehmung ; wirtschaftliche Form 600.

Unternehmungen ; finanzielle Vor-bereitung 605.

Unternehmungsform bei den Talsperren für zentrale Kraftge-gewinnung 602.

Untersuchung, abschließende, vor der Betriebseröffnung 191.

Untersuchungen, bakteriologische 79.

—, geologische 157.

—, geologische, der Umlaufstol-Ien 170.

—    des Gesteins 160.

Untersuchung, graphische 240.

bogenförmig gebauter Tal

querschnitten 229. —- der Steine 455.

lingen 561.

Urfttalsperre in der Eifel, Beschreibung 27.

-—, Entlastungsanlagen 388.

—, Abflußmengen 66.

—, Berghänge 170.

—, Betriebseinrichtungen beim Bau 441.

Val de Infierno, Talsperre 219.

Venturimesser 557.

Verdunstungshöhen 105.

Verein, s. Ruhrtalsperrenverein 654.

Vereinigung, genossenschaftliche 601.

Verfahren zur Bildung von Genossenschaften 683.

—    für die Querschnittsermittlung, Gang 259.

Verfügung über Grundwasser 662.

Vergleich zwischen den Bauweisen von Talsperren 498.

—    zwischen Dämmen und Mauern 292.

Vergleichende Betrachtungen üb. die verschiedenen Bauweisen von Staudämmen 327.

—    Dammquerschnitte 329.

—    Darstellung neuerer Talsperrenquerschnitte 261.

Vergrößerung und nachträgliche Aufhöhung der Talsperren ; Literatur 594.

Verhältnisse, statische, der Erddämme 292.

Verleihung von Rechten 662.

—, Wassergesetz 679.

Verluste durch Versickern in Staubecken 103.

Verluste an Wasser im fließenden Wasser 108.

Verlusthöhe beim Wasserabfluß

Vermessungsarbeiten 173.

Verminderung der Leistungsfähigkeit der Rohrleitungen 418.

Verputz an der Wasserseite der Sperrmauern 201.

Verschieben der Mauer, Sicherheit 201.

Verschiedene Bauweisen von Staudämmen; vergleichende Betrachtungen 327.

Verschlammungen des Beckens

Vorbecken 98.

-—, Solinger, Bewegung des Betonkerns im Staudamm 552.

Vorbereitung, Form und Inhalt der Entwürfe 181.

—, finanzielle, von großen Unternehmungen 605.

Vorläufige Bestimmung der Abflußmenge 75.

—    Ermittlung des Mauerinhaltes der Staumauern 610.

Vorprüfung, geologische 157.

Vorrat an Steinen beim Bau 462.

V orschrif ten, allgemeine, für Stauanlagen 680.

—, allgemeine, für Wassergenossenschaften 682.

—    für die Bauausführung von Talsperren 185.

Vorteil aus den Talsperren für die Schiffahrt 598.

Voruntersuchungen des Wassers

74.

98.

Verschluß Vorrichtungen 362. Verschönerung des Landschaftsbildes 43.

Versickern im Talbecken 103. Versuche über innerem Auftrieb der Östertalsperre 270. Verstaatlichung der Wasserkräfte 602.

Verstärkungspfeiler 577.

Versuche an Probeputzflächen mit Anstrichmasse 201.

—    mit Rollschützen 370. Verteilung der Niederschläge 51.

—    der Schubkräfte im Querschnitt der Sperrmauern 283.

Vertragsbedingungen 527. Verwendung von künstlichem Dünger 430.

Verzahnung an der Wasserseite, Ausführung 201, 534. Verzinsung des Anlagekapitals 631.

Villegusien an der Vingeanne, Dämme 303.

Vingeanne, Dämme von Villegusien an der 303.

Vogesen, Alfeldweiher; Betriebsergebnisse 565.

—, Stauweiher, Zweck 7.

—, Stauweiher; wirtschaftlicher Gewinn 650.

Volmetalsperrengenossenschaft

654.

Vorarbeiten, Allgemeines 44.

— zu Hochwasserschutzbecken 145.

—, Kosten 623.

81.

—, wasserwirtschaftliche 44.

Wachusett-Talsperre 388.

Wahl eines Talbeckens 85.

—    eines Talbeckens, Hauptforderungen 86.

—    des geeignetesten Mörtels 477.

—    des Querschnittes 260.

—    des Tales für Hochwasser-schutzbeken 90.

WaldeckerTalsperre,Zweck,22,42.

—    Talsperre, Hochwasserentlastung 385.

Waldeinfluß auf den Abflußvorgang 2.

Wärmemessungen 549.

Wärtergebäude 423.

Wasser, Beschaffenheit für die Mörtelbereitung 481, 538.

—, Härtegrade 78.

—- der Talsperren, chemische Beschaffenheit 78.

—    der Talsperren, Eigenschaften 78.

—, fließendes, Wasserverluste 108.

—, Reinigung; Solingen 426.

—, Voruntersuchungen 81.

— aus dem Staubecken der Stadt Solingen, chemische Untersuchung 561.

W asserabfluß,    selbstzeichnende

Meßvorrichtung 55.

—, Verlusthöhe 74.

Wasserabflußmengen und Niederschlagshöhen, Messungsergebnisse 62, 63.

Wasserabführung während der Bauzeit, Leistungsfähigkeit der Umläufe in Stollen 447.

Wasserabgabe, gleichmäßige; Betriebspläne 109.

—, massives Meßwehr zur Messung mit Schreibpegel 558.

Wasseraufnahme der Steine 456.

— der Ziegelsteine 454.

Wasseraufspeicherung für die Landwirtschaft 598.

Wasserbedarf für Kanalspeisung

85.

—- — für die landwirtschaftliche Bewässerung 82.

—- — Trinkwasserversorgungen

83.

— — die Zwecke der Talsperren, Allgemeines 81.

Wasserdruck, Ermittlung 240.

Wassereinwirkung auf den Kalk 161.

Wasserentnahme, Ausziehrohr 316.

—, Einrichtungen 349.

—- bei der Talsperre der Stadt Nordhausen 356.

Wasserentziehung 660.

—, Entschädigung für; Talsperre der Stadt Remscheid im Esch-bachtale 632.

Wasserförderung aus der Ruhr 652.

Wassergehalt des Mörtels 475.

Wassergenossenschaften 661, 662.

—, Allgemeine Vorschriften 682.

—, Gesetz, die Bildung betreffend 665.

Wassergeschwindigkeit 57.

Wassergesetz, Allgemeine Vorschriften für Stauanlagen 680.

—, Auszug aus dem neuen preußischen 679.

-—, neues, in Preußen 661.

—, Talsperren 681.

—, Verleihung 679.

— Wasserpolizeibehörden 685.

—, Zwangsrechte 684.

Wasserhaltung in der Baugrube 451.

Wasserhaushalt der Sammelbecken 102.

Wasserkraftanlagen, Dampfaushilfe 120.

Wasserkraftverwertung beim Bau 444.

Wasserkräfte, Eigentum 664.

—, Verstaatlichung 602.

—, Wert 598.

Wasserkraftwerke, zentrale, Betriebspläne 133.

Wasser- und Erdlast auf der geböschten Mauerfläche 234.

Wasserlasten- u. Wassermomente, I — und Elektrizitätswerk d. Stadt

Solingen, Einrichtung der Baustelle 436.

—    und Elektrizitätswerk d. Stadt Solingen. Wirtschaftliche Betriebsergebnisse 647.

Wasserwirtschaftspläne. Allgemeines 101.

-—, Aufstellung 109. Wasserwirtschaftlicher Betrieb, Allgemeines 554.

—- Betrieb, Handhabung 556.

Wasserwirtschaftliche Betriebsergebnisse des Hochwasserschutzes 570.

Wasserwirtschaftlicher Betriebsplan 554.

Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken im Bever- und Lin-gesetal 122.

—    der Talsperre im Eckertale 140.

—    für das Etzelkraftwerk 142. —- für das Hochwasserschutzbecken am Queis bei Marklissa in Schlesien 149.

-—- für die Möhnetalsperre 128. Wasserwirtschaftsplan der Sammelbecken zur Aufhöhung des Grundwassers in der Ruhr 125. Wasserwirtschaftliche Ergebnisse der Talsperre der Stadt Nordhausen a. H. 563.

— Voruntersuchungen 44. Wasserwirtschaftliche Ergebnisse der Solinger Talsperrenanlage 560.

— Ergebnisse der Wuppertalsperren 564.

42.

Ermittlung 246.

Wasserläufe, Begriff und Arten 679.

Wasserläufe, Eigentum 662.

Wassermangel und Aufschlagwassermenge 117.

Wasser mengen, Allgemeines 51.

Wassermenge, schädliche 145.

Wassermengenmessungen mittels Flügelapparat 57.

Wassermessungen mittels Wehr, Bauart 54.

Wassermomente- und Wasserlasten, Ermittlung 246.

Wasserpolizeibehörde 663.

Wasserpolizeibehörden (Wassergesetz) 685.

Wasserpolster 381.

Wasserrechtliche Gesetzgebung 659.

Wasserreinigung mittels Filter 427.

Wasserseite, Gerüst für den Bau 495.

—, Verputz an der 201.

—, Verzahnung an der, Ausführung 201, 534.

Wasserspiegel-Schwankungen im Solinger Staubecken 561.

Wasserstraßen, Märkische, Niederschlags- und Abflußverhältnisse in deren Gebiet 68.

Wasser-Umleitung von der Baustelle während der Bauzeit 446.

— beim Bau der Möhnetalsperre 449.

Wasserverluste im fließenden Wasser 108.

Wasserversorgung einer Talsperrenbaustelle 439.

— von Neu York 17. Wasserwerk von Jersey-Stadt434. Wasser- und Elektrizitätswerk d. Stadt Solingen, Beschreibung

38.

—    und Elektrizitätswerk Solingen, Betriebsplan 153.

—    und Elektrizitätswerk d. Stadt Solingen ; Betriebsergebnisse 559.

—- und Elektrizitätswerk d. Stadt Solingen, Angebotspreise vom Bau 615.

Wechselnder Sandzusatz beiTraß-kalkmörtel 474.

Wehr zur Wassermessung, Bauart 54.

Wehre, Abflußbeiwert 56. Wehrüberfälle 381.

Wehrüberlauf 56.

Weißkalk 478.

Wellenschlag, Größe des Stoßes 233.

Wert der Wassei’kräfte 598. Wesergebiet, oberes, Staubecken

Westfalen und Rheinland, Talsperren 12.

Wetterbeständigkeit der Steine, Prüfung 454.

Widerstandshöhe in Rohrleitungen 417.

Wiederherstellung von zerstörten Staumauern 593.

Wiese (siidl. Schwarzwald), Abflußmengenmessungen in deren Flußgebiet 69.

Wilder Traß 478.

Winterabdeckung der Mauer 513.

Wirkung, gleichzeitige, der Stützmauer und des Bogens 277.

Wirtschaftliche Bedeutung des Hochwasserschutzes durch Talsperren 599.

--der Talsperren 595.

•— allgemeine Betrachtungen. Literatur 657.

-—- Betriebsergebnisse 646.

-— Betriebsergebnisse des Wasser-und Elektrizitätswerkes der Stadt Solingen 647.

—- Betriebsergebnisse der Wuppergenossenschaft 651.

--der Trinkwasserversorgung 596.

Wirtschaftliches Ergebnis der Assuan-Sperre 651.

Wirtschaftliche Ergebnisse des Elektrizitätswerks der Stadt Nordhausen a. Harz 650.

—    Ergebnisse der Wupper- und Ruhrtalsperrengenossenschaf -ten 653.

—    Form der Unternehmung 600.

Wirtschaftlicher Gewinn der

Stauweiher in den Vogesen 650.

45

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. 2. 2. Abt. 4. Aufl.

—, Talsperren; Hochwasserschutz 571.

Wuppertalsperren - Genossenschaft, Allgemeines 26.

Wupper- und Ruhrtalsperrengenossenschaften; wirtschaftliche Ergebnisse, Zusammenfessung 653.

W uppertalsperrengenossensc haf t ;

Beiträge der Genossen 640,

641.

Wuppergenossenschaft, wirtschaftliche Betriebsergebnisse 651.

Wuppertalsperren, wasserwirtschaftliche Ergebnisse 564.

Wupper- und Ruhrgebiet, Ge- Ziegelsteine, Beschaffenheit 186,

453, 538.

j —, Wasseraufnahme 454.

Zentrales Kraftwerk; Ertrags-berechnungen 637.

Zentrale Wasserkraftwerke, Be- — Inanspruchnahme der Bautriebspläne 133.

Zentralisierter Maschinenbetrieb — Scherbeanspruchung 258.

Zuleitungsstollen 354. Zündschnurzündung oder Zündung auf elektrischem Wege 461.

24.

22.

Wirtschaftlich günstigste Größe des Stauraumes 97.

Wirtschaftliche Grundlagen 595.

—    Lage des Ruhrtalsperrenverein 651.

Wirtschaftlicher Nutzen derHoch-wasserschutzsperren 655.

-— Nutzen der Talsperre der Stadt Remscheid im Eschbach-tal 647.

Wirtschaftlichkeit des Hochwasserschutzes 642.

—    der Talsperren für gemeinsame Zwecke 645.

Wirtschaftsbeschränkungen im Niederschlaggebiet der Nordhauser Talsperre 432.

Wirtschaftspolitische Momente 600.

Wohlfahrtseinrichtungen auf der Baustelle 446.

Wuppergebiet, Talsperrenanlagen

13.

nossenschaftsbeiträge für eine Pferdekraftstunde 653.

Wuppertalsperren, Genossenschaftslasten, Verteilung der Lasten 669.

Wuppertalsperren - Genossenschaft, Statut 667.

—, Nachtrag zu dem Statut 673.

Zement 186, 538. Zementkalkmörtel 196, 473. Zementmörtel 476. Zementtraßmörtel 196, 476. Zement-Traßmörtel; Kosten 619. —, Kosten des Mauerwerks 620. Zementtraßverputz 534.

Zentrale Kraftausnutzung 603.

—    Kraftgewinnung 26.

—    Kraftgewinnung; Unternehmungsform bei den Talsperren 602.

beim Bau 443.

Zerlegung eines großen Stau-raumes 90.

Zerstörte Staumauern; Wiederherstellung 593.

Zerstörung der Austin-Talsperre in Pennsylvanien 590.

—    der Talsperre von Bouzey 588.

—    der Habratalsperre in Algier 589.

—    von Erddämmen 593.

—    von Talsperren 587.

—    der Talsperren ; Literatur 595. Ziegelmauerwerk in Talsperren

197.

Zielvorrichtung zur Beobachtung der Durchbiegungen der Mauerkrone der Talsperren 550.

Zubereitung des Betons 187, 536.

— des Mörtels 186.

Zuchtstätten für Fische 43.

Zuflußmengen der Remscheider Talsperre 68.

Zufuhr der Steine 441.

Zufuhrbahnen, Allgemeines 436.

Zufuhrwege und Transportbahnen (Ausführungsbedingungen)

539.

Zugbeanspruchungen 256.

Zugfestigkeit des Traßkalkmör-tels 473.

Zugschieber 365.

Zugschütze, Berechnung 365.

Zugspannungen am Mauerfuß 291.

Zulässige Beanspruchungen des Mauerwerkes 255.

Stoffe 288.

Zuschußwasser, Betriebspläne zur Abgabe 114.

—, Nutzen davon 638. Zwangsrechte, Wassergesetz 684. Zwecke der Talsperren 1.

Zwecke der Talsperren, Literatur

—, gemeinsame, bei Talsperren 34. —, gemeinsame ; Wirtschaftlichkeit der Talsperren 645. Zwecke der Waldecker Talsperre

Zweckmäßigster Mörtel für Talsperren 467.

Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig.

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