Bemessung des Volumens eines wasserwirtschaftlichen Speichers am Fluss Mesta in Bulgarien

Abstract

Der Fluss Mesta ist Teil des Westägäischenmeer-Einzugsgebiet in Betracht auf Bulgarien. Er entspringt im Bergmassiv Rila in Bulgarien im Norden und fließt dann bis zum Ägäischen Meer im Süden. Mesta ist einer der wasserreichsten Flüssen Bulgariens und das erlaubt uns den Fluss für Energiegewinnung zu verwenden. Um das Wasser nutzen zu können werden Speicher vorgesehen, die mit deren Kraftwerken die mechanische Energie des Wassers in potentielle Energie umwandeln. Bei der Konstruiierung eines Speichers ist es wichtig das Wasservolumen zu bestimmen. Dabei sind unterschiedliche Faktoren betrachtet wie z.B. Lage, Energiebedarf, Wasserdargebot. Um die Gegebnheiten und die Faktoren zu untersuchen kommen die Methoden und Verfahren der Hydrologie und Ingenieurhydrologie zur Hilfe. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Bemessung eines wasserwirtschaftlichen Speichers am Fluss Mesta in Bulgarien. Die Aufgabe besteht darin bei bekannten Zuflüssen die Größe des nutzbaren Speichervolumens zu finden, um eine Regelabgabe, die gegebnfalls zwischen den minimalen und maximalen Grenzen der Abgabe schwanken kann, mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zu gewährleisten. Speicher dienen zum Ausgleich zwischen dem natürlichen Wasserdargebot und erforderliche Wasserbedarf des Menschen. Die Ermittlung der Bemessungsgrößen und die Aufstellung von Betriebsplänen für Talsperren erfordern umfangreiche hydrologische und wasserwirtschaftliche Untersuchungen. Die wasserwirtschaftliche Aufgaben, die ein Speicher übernehmen soll, wirken sich auf die bauliche Konzeption der Stauanlage aus. Einteilung der Speicher erfolgt nach der wasserwirtschaftlichen Aufgaben, nach den Zulaufs- und Abgabenregelungen oder nach der Art des Speicherbeckens. Man unterscheidet auch Ein- und Mehrzweckspeicher in Betracht auf seinen Zweck. So wird hier ein Einzweckspeicher gewählt, der zur Wasserkrafterzeugung verwendet wird. Im Hinblick auf den Zeitraum, über welchen der Abflußausgleich erziehlt werden soll, ist der betrachtete Speicher als Jahresspeicher zum langfristigen Wasserausgleich gewählt. Um diesen langfristigen Ausgleich nachzuweisen sind langjährige Zeitreihen als Monatsmittelwerte zur Bildung einer fortlaufenden Wasserbilanz verwendet. Die Untersuchungen sollen sich in der Regel einen möglichst langen Beobachtungszeitraum von mindestens 25÷30 Jahren, der außergewöhnlich wasserreiche und wasserarme Jahre einschließt,erstrecken. Hier ist eine Periode von 74 Jahren - von 1937 bis 2010, untersucht. Die Nachweise für den Nutzraum sind auf der Grundlage der Speichergleichung vorgenommen: - Q ZF = - Q AF Für den Wasserwirtschaftsplan sind die Beziehungen zwischen Zufluß, Abfluß und Speicherinhalt in ihrer zeitlichen Aufeinanderfolge zusammengestellt. Das erfolgt nach dem Summenlinienverfahren, wobei die einzelnen Glieder der Wasserbilanz über die Zeit fortlaufend summiert sind. So werden die Zu- und Abgabensummenlinien grafisch aufgezeichnet. Da, wo die Zuflußsumme über der Abgabesumme liegt, haben wir Überschuß und umgekehrt - wenn die Abgabesumme der Zuflußsumme übersteigt - Defizit. Die Summe der Beträge aufeinanderfolgender Überschüße und Defizite bestimmt die Größe des Nutzraumes der Talsperre. Aus der Grafik werden dann die Füllungs- und Entleerungsperioden bestimmt. Die Füllungsphase beginnt dort, wo der Anstieg der Zuflüßsummenlinie stärker ist als der der Abflußsummenlinie. Sie endet sobald die Neigung der Zuflußsummenlinie schwächer ist als die der Abgabensummenlinie. Am Ende jeder Füllungsphase weist der Speicherinhalt dem größten Füllungsstand während dieser Füllungsperiode auf. Er entspricht der Ordinatendifferenz zwischen Zufluß- und Abgabensummenlinie zu diesem Zeitpunkt. Wenn das nutzbare Wasservolumen ermittelt ist, dann ist von der Beckeninhaltslinie die Dammhöhe des Speicher leicht abzulesen.