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Wie man die Kraft des Bodens nutzt: Was sind die überraschenden Unterschiede zwischen Erd- und Felsdämmen und Felsdämmen?
Da der weltweite Bedarf an Wasserressourcenmanagement steigt, werden die Planung und der Bau von Erd- und Felsdämmen sowie Felsdämmen immer wichtiger. Jeder dieser Dammtypen hat seine eigenen Eigenschaften, Vor- und Nachteile, daher ist es wichtig, den geeigneten Dammtyp auszuwählen. In diesem Artikel werden die Konstruktion, Funktion und Anwendungsszenarien dieser beiden Staudammtypen untersucht, um Ihnen zu helfen, zu verstehen, wie Sie die Kraft des Bodens am effektivsten nutzen können.
Ein Erd-Fels-Damm ist ein großer künstlicher Damm, der normalerweise aus halbplastischen Sedimenten verschiedener Erd- oder Gesteinsarten besteht. Sein Kern ist mit dichtem und undurchlässigem Material ausgestattet, das das Eindringen von Feuchtigkeit wirksam verhindern kann.
Arten von Erd- und Felsdämmen
Erd-Fels-Dämme werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Erddämme und Felsdämme. Erddämme werden aus verdichteter Erde errichtet, während Felsdämme hauptsächlich aus Felsfragmenten bestehen, die mithilfe von Sprengtechnik zu einem Damm zusammengefügt werden. Der Querschnitt beider Dammarten weist üblicherweise die Form eines Damms oder Hügels auf und der Mittelteil der meisten Dämme besteht aus undurchlässigem Material, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Dadurch eignen sich große Talflächen besonders gut für den Bau solcher Staudämme.
Der Kern eines Erddamms kann aus undurchlässigen Materialien wie Ton, Beton oder Asphaltbeton bestehen, weshalb er für zahlreiche Anwendungen eine beliebte Wahl ist.
Eigenschaften von Erddämmen
Erddämme, auch als elastische Dämme bekannt, können aus örtlichen Materialien errichtet werden und sind daher in manchen Gegenden kostengünstig. Beim Bau dieser Art von Staudamm kann der fruchtbare Boden effektiv genutzt werden, was den Bau wirtschaftlicher macht. Der Tarbela-Damm in Pakistan beispielsweise ist der größte Erddamm der Welt. Sein Reservoir erstreckt sich über 250.000 Quadratkilometer, erreicht eine Höhe von 148 Metern und verbraucht etwa 180 Millionen Kubikmeter Füllmaterial.
Moderne Erddämme mit Zoneneinteilung sind mit Filter- und Entwässerungsbereichen ausgestattet, um Sickerwasser zu sammeln und abzuleiten und so seine Integrität flussabwärts zu schützen.
Eigenschaften von Steindämmen
Steindämme bestehen aus dicht gepacktem körnigem Boden mit undurchlässigen Bereichen. Normalerweise enthält die Gesteinsschüttung eine große Anzahl an Partikeln und ist so konzipiert, dass sie Erdbeben wirksam widersteht, was insbesondere in erdbebengefährdeten Gebieten wichtig ist. Wenn im Kern eines Erddamms Ton verwendet wird, spricht man außerdem von einem Verbunddamm. Trotz der zahlreichen Vorteile von Steindämmen muss während des Baus eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden, um zu verhindern, dass Sand und andere minderwertige Materialien zu einer Verflüssigung des Damms führen.
So sind beispielsweise der New-Melonis-Damm in Kalifornien und der Ferza-Damm in Albanien beides Felsdämme.
Beton-Felsdamm
Ein Felsdamm mit Betonverkleidung (CFRD) ist ein Felsdamm mit einer Betonplatte auf seiner stromaufwärts gelegenen Seite. Durch diese Konstruktion ist es dicht und unabhängig vom Auftriebsdruck. Sie sind schneller zu bauen und billiger als Erddämme, weshalb sie in den letzten Jahren aufgrund der Nachfrage an Popularität gewonnen haben. Der Shuikou-Damm in China ist derzeit der höchste CFRD der Welt. Er wurde 2008 mit einer Höhe von 233 m (764 Fuß) fertiggestellt.
Sicherheitsüberlegungen
Nachdem der Damm gebaut und der Stausee gefüllt ist, wird neues Gewicht auf das Tal und den Damm ausgeübt und der Wasserdruck wird mit der Wassertiefe zunehmen. Dadurch verhält sich der Damm auch halbplastisch und muss bei Vibrationen und anderen äußeren Kräften flexibler sein. Wenn der Wasserdurchfluss die Kapazität des Überlaufs übersteigt, besteht die Gefahr eines Dammbruchs, und selbst ein geringer, anhaltender Überlauf kann innerhalb weniger Stunden eine große Menge Dammmaterial mitreißen. Dies führt dazu, dass an die Konstruktion von Überlaufkanälen sehr hohe Anforderungen gestellt werden; in der Regel müssen diese Überschwemmungen bewältigen können, die mindestens einmal in hundert Jahren auftreten.
Daher wird die Penetrationsüberwachung zu einem Sicherheitsfaktor, der berücksichtigt werden muss, um ein Versagen der Konfluenz zu verhindern.
Nach der Betrachtung der Eigenschaften von Erd-Fels-Dämmen und Felsdämmen ist es entscheidend, das geeignete Dammdesign auszuwählen. Dies betrifft nicht nur den Bau und die Instandhaltung in einer bestimmten geografischen Umgebung, sondern auch die effektive Verwaltung der Wasserressourcen und die Sicherheit der örtlichen Gesellschaft. Welcher Staudammentwurf ist Ihrer Meinung nach angesichts der zunehmend gravierenderen Herausforderungen hinsichtlich der Wasserressourcen zukunftsweisender und nachhaltiger?
