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Merkblattreihe DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren“, Teil 1 und Teil 2

Die DWA hat die Merkblätter zur Merkblattreihe DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 1: Grundsätze“ und „Teil 2: Messverfahren und -systeme zur Beobachtung von Wirkgrößen, Automatisierung und Datenverarbeitung, visuelle Kontrolle“ veröffentlicht.

von | 04.06.24

Im Merkblatt DWA-M 514-2 werden die häufigsten der Messverfahren- und -systeme zur Erfassung von Einwirkungen auf die Tragwerke von Stauanlagen detaillierter beschrieben, als das im Merkblatt DWA-M 514-1 (5/2024) wegen seiner Beschränkung auf die Grundsätze der Bauwerksüberwachung beabsichtigt war.
Quelle: Pixabay/HOerwin56

04. Juni 2024 ǀ Die DWA hat die Merkblätter zur Merkblattreihe DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 1: Grundsätze“ und „Teil 2: Messverfahren und -systeme zur Beobachtung von Wirkgrößen, Automatisierung und Datenverarbeitung, visuelle Kontrolle“ veröffentlicht.

Talsperren werden von der Öffentlichkeit als technische Bauwerke im naturnahen Raum wahrgenommen. Häufig sieht man sie als Erholungs- und Freizeiteinrichtungen, ihre technische Bestimmung tritt dann in den Hintergrund. Dass Talsperren große Energien speichern und daher von ihnen potenzielle Gefahren ausgehen, ist im Bewusstsein der Öffentlichkeit meist nicht präsent. Staumauern und Staudämme gelten gemeinhin als sicher.

Ein wesentlicher Aspekt der Sicherheit von Talsperren ist die Bauwerksüberwachung. Individuell angepasste Mess- und Kontrollsysteme dienen der Überwachung der Absperrbauwerke. Zusammen mit regelmäßigen visuellen Kontrollen geben sie dem Betreiber einer Talsperre ein umfassendes Bild der konstruktiven und betrieblichen Sicherheit seiner Talsperre. Schwerpunkte und Intensität der Überwachung sind dabei an der Zweckbestimmung der Anlage und ihren konstruktiven Besonderheiten ausgerichtet.

Ziel der Bauwerksüberwachung an Talsperren

Ziel der Überwachung ist der praktische Nachweis der Zuverlässigkeit von Talsperren in allen Bau- und Betriebsphasen. Mit Überwachungsmaßnahmen ist das Verhalten der Talsperre unter den tatsächlichen statischen, hydraulischen, hydrologischen und betrieblichen Bedingungen und Beanspruchungen dauerhaft zu erfassen.

Das im Juli 2011 veröffentlichte Merkblatt DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren“ fand in der Fachöffentlichkeit eine unerwartet breite Zustimmung und Verbreitung, die in dieser Form nicht erwartet worden waren. Dies ermutigte den DWA-Fachausschuss WW-4 „Stauanlagen und Hochwasserschutzanlagen“ ebenso wie die DWA-Arbeitsgruppe WW-4.2 „Bauwerksüberwachung von Talsperren“, der Thematik „Bauwerksüberwachung an Talsperren“ eine Merkblattreihe mit folgender Struktur zu widmen:

  • DWA-M 514-1: Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 1: Grundsätze
  • DWA-M 514-2: Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 2: Messverfahren und -systeme zur Beobachtung von Wirkgrößen, Automatisierung und Datenverarbeitung, visuelle Kontrolle
  • DWA-M 514-3: Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 3: Messverfahren und -systeme zur Beobachtung von Bauwerksreaktionen und Deformationsmessungen
  • DWA-M 514-4: Bauwerksüberwachung an Talsperren – Teil 4: Messverfahren und -systeme zur Beobachtung von Bauwerksreaktionen für hydrometrische und sonstige Messungen.

 

Das Merkblatt DWA-M 514-1 ist die aktualisierte Überarbeitung des im Juli 2011 veröffentlichten Merkblatts DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren“. Wegen der umfänglich überschaubaren Änderungen und Ergänzungen ist das Merkblatt in seiner ursprünglichen Form erhalten geblieben.

Grundsätze der Bauwerksüberwachung an Talsperren

Grundsätzliche Bestimmungen zur Überwachung von Staumauern und Staudämmen sind der DIN 19700-10 und DIN 19700-11 zu entnehmen. Die entsprechenden Abschnitte sind jedoch in der DIN bewusst knapp ausgeführt. Das Merkblatt DWA-M 514-1 gibt ergänzende Informationen und soll als Grundlage für die Planung, Genehmigung, Bauausführung, Durchführung und Beurteilung der Bauwerksüberwachung an neuen und bestehenden Talsperren dienen.

Die Zuverlässigkeit eines Absperrbauwerks wird durch die nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik vorgenommene Planung, Bauausführung, Betrieb und Überwachung gewährleistet. Dabei muss durch ein Mess- und Kontrollsystem jede mögliche Veränderung des Sicherheitszustands so rechtzeitig erkannt werden, dass notwendige Maßnahmen ohne Reduzierung der Sicherheit des Absperrbauwerks durchgeführt werden können. Die Ergebnisse der Bauwerksüberwachung sind Grundlage für die jährlich zu erstellenden Sicherheitsberichte und die regelmäßig durchzuführenden vertieften Überprüfungen.

Jede Staumauer bzw. jeder Staudamm ist hinsichtlich der Lage und Konstruktion ein Einzelbauwerk. Dem muss auch das Mess- und Kontrollsystem Rechnung tragen. Zu unterscheiden sind Messungen im Normalbetrieb und solche während des Baus und des Probebetriebs. Während des Baus und des Probebetriebs der Stauanlage sind in der Regel weitergehende und häufigere Messungen erforderlich.

Die schier unüberschaubare Anzahl an Messverfahren und -systemen machte eine Beschränkung auf die üblichsten Messeverfahren und -systeme notwendig. Als inhaltlichen Schwerpunkt verfolgte die DWA-Arbeitsgruppe WW-4.2 das Ziel, die Empfehlungen zur Bauwerksüberwachung sehr praxisnah zu beschreiben.

Unabhängig von technischen Normen, Gesetzen, Verordnungen, Verwaltungsvorschriften oder den Empfehlungen dieser Merkblattreihe kann die Bauwerksüberwachung an Talsperren einen fachgerechten Zweck nur dann erfüllen, wenn sie weisungsfrei und ergebnisoffen durchgeführt wird.

Änderungen

Gegenüber dem Merkblatt DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren“ (Juli 2011) wurden im Merkblatt DWA-M 514-1 folgende Änderungen vorgenommen:

  • Änderung der Merkblattnummer und des Merkblatttitels
  • Überführung des Merkblatts in eine Merkblattreihe DWA-M 514 „Bauwerksüberwachung an Talsperren“
  • redaktionelle Überarbeitung des Texts
  • Ergänzung des Abschnitts 7.3.5 „Ermittlung von Sickergeschwindigkeiten“.

Mit dem Erscheinen des Merkblatts DWA-M 514-1 (5/2024) wird das Merkblatt DWA-M 514 (7/2011) zurückgezogen.

Messtechnische Bauwerksüberwachung und ihre Bedeutung

Im Merkblatt DWA-M 514-2 werden die häufigsten der Messverfahren- und -systeme zur Erfassung von Einwirkungen auf die Tragwerke von Stauanlagen detaillierter beschrieben, als das im Merkblatt DWA-M 514-1 (5/2024) wegen seiner Beschränkung auf die Grundsätze der Bauwerksüberwachung beabsichtigt war.

Messverfahren und -systeme, deren Automatisierung und visuelle Kontrollen gehören zum Fachgebiet der messtechnischen Bauwerksüberwachung, das – innerhalb des Sicherheitskonzepts von Stauanlagen – der Sicherheitsüberwachung zuzuordnen ist. Die Auswahl des Messverfahrens und -systems wird durch die bautechnische Zielstellung bestimmt. Diesem Grundsatz folgend sind die Messverfahren und-systeme in der Gliederung den jeweiligen bautechnischen Zielstellungen untergeordnet. Messverfahren und -systeme sind das wichtigste Mittel, um langjährige und stetige Messreihen zu gewinnen. Sie sind die Grundlage zur Beschreibung des Verhaltens der Bauwerke von Stauanlagen und dienen der Beurteilung der Zuverlässigkeit (Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit).

Die Bestandteile von Messverfahren und -systemen sind filigraner und sensibler als das Bauwerk selbst und verteilen sich über das gesamte zu überwachende Objekt inklusive seines Widerlagers und Umfelds. Die Forderung nach langjährigen, stetigen Messreihen und der vielfach „verlorene“ Einbau von Sensoren bedingt es, dass vor allem an die Messeinrichtungen, das heißt an die fest installierten Teile eines Messverfahrens oder -systems, dieselben Anforderungen gestellt werden müssen (zum Beispiel Dauerhaftigkeit) wie an die Bauwerke selbst.

Aus den Forderungen an die Messverfahren und -systeme der Bauerwerksüberwachung, zum Beispiel nach Langjährigkeit oder Stetigkeit der Messreihen, erwachsen besondere Anforderungen, die sich im Konzept, im konstruktiven Detail oder auch in der Messungsdurchführung niederschlagen. In der Vergangenheit ist es vorgekommen, dass die gewünschten bautechnischen Zielstellungen mit den gewählten Messverfahren und -systemen aus unterschiedlichsten Gründen nicht immer erreicht werden konnten. Das musste in der Regel dann zur Kenntnis genommen werden, wenn die Investition für das Messverfahren oder -system bereits getätigt und ein Aufwand zur Messungsdurchführung vorangegangen war.

Hinweise zur Auswahl und Planung von Messverfahren und -systemen

Die Autoren der Merkblattreihe waren bestrebt, aus ihrem Erfahrungsschatz spezielle Hinweise zu formulieren und auf Besonderheiten einzugehen, die es den Anwendern der Merkblattreihe ermöglichen, die Fehlerrate bei der Auswahl, Konzipierung, Planung und im Umgang mit den Messverfahren und -systemen der Bauwerksüberwachung zu reduzieren. Auswahl, Konzipierung und Planung von Messverfahren und -systemen erfordern erfahrenes Ingenieurpersonal, dessen Arbeit nur dann von Erfolg gekrönt sein kann, wenn eine fachübergreifende Zusammenarbeit stattfindet. Fast alle Disziplinen, die beim Planen, Bauen und Betreiben von Stauanlagen nötig sind (vor allem Tragwerksplanung, Geotechnik, konstruktiver Wasserbau), müssen der Bauwerksüberwachung grundlegende Informationen zuarbeiten, die zur Auswahl, Konzipierung, Planung von Messverfahren und -systemen notwendig sind.

Beide Merkblattteile wurden von der DWA-Arbeitsgruppe WW-4.2 „Bauwerksüberwachung von Talsperren“ (Sprecher: Dipl.-Ing. Jochen Mehl) im Auftrag des DWA-Hauptausschusses „Wasserbau und Wasserkraft“ im DWA-Fachausschuss WW-4 „Stauanlagen und Hochwasserschutzanlagen“ (Obmann: Prof. Dr.-Ing. Reinhard Pohl) erarbeitet. Die Merkblattreihe DWA-M 514 richtet sich in erster Linie an Eigentümer und Betreiber von Stauanlagen, an Behörden der Stauanlagenüberwachung und auf dem Gebiet der Stauanlagen tätige Ingenieurbüros, sowie an Ausführende von Messungen und Hersteller von Messtechnik.

Zum Merkblatt

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