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Talsperren (Subject) / Klausurfragen (Lesson)

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• Nennen Sie sechs Funktionen von Talsperren. Hochwasserschutz Regelung des Wasserhaushaltes Wasserkraftnutzung Fischzucht Freizeit Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen
• Nennen Sie drei Aufgaben von Talsperren. Vermeidung von Wasserspiegelschwankungen im Hauptstau Geschieberückhalt, Sedimentation von Schwebstoffen Sicherung der Wasserqualität im Hauptstau durch Nutzung als Reaktionsraum
• Nennen Sie vier Typen von Staumauern, die sich in ihrer Bauweise unterscheiden Gewichtsstaumauer Bogenstaumauer Pfeilerstaumauer kombinierte Bauten
• Nennen Sie zwei Arten von Verschlusstypen bei Entnahmbauwerken, die eingesetzt werden und beschreiben Sie stichpunktartig deren Funktionsweise ! Schieber und Schütze: Bewegung des Verschlusses erfolgt senkrecht zur Strömung Ventile: Bewegung erfolgt parallel zur Strömungsrichtung
• Es gibt verschiedene Arten, Wasser aus Talsperren zu entnehmen. Eine davon ist die Sohlentnahme. Benennen Sie die Bauteile und beschreiben Sie diese kurz auch im Hinblick auf anfallendes Sediment(stichpunktartig möglich) und nennen Sie einen typischen Einsatzort. Grundwehr mit Grobrechen Richtung Strömungsrichtung: Wasserentnahme, Speicher im Sammelkanal und Abgabe quer zum Ufer. Entsanderkammer wird kleine Körner zugeführt. Grobe Geschiebe und Treibgut bleiben beim Rechen zurück. zurückgehaltene Geschiebe wird durch eine Spulöffnung in Fliesgewässer geleitet Spülschutz wird über Sohlmembranen elektrisch oder durch Gegengewichtsbehälter mit Wasserfüllung gesteuert. Einsatzort: Gebirgsbäche
• Im Dammbau wird oftmals nach der "Filterregel von Terzaghi" bemessen. Was wird durch die Einhaltung der Filterregel gewährleistet. Geben Sie ebenfalls jeweils die geometrischen Verhältnissee an, die eingehalten werden müssen. geometrische Sperrbedingung: D_15/d_85 < 4 Gewährleistung des Durchflusses der Dränanlage: D_15/d_15 > 4 Kornverteilung der feineren Schicht(d) muss etwa parallel zu der Kornverteilung der gröberen Schicht(D) verlaufen
• Beschreiben Sie die Aufgaben von Hochwasserentlastungsanlagen. - schadlose Abführung des nicht speicherbaren Teils eines Hochwassers - Abführung extremer Hochwässer
• Worin unterscheiden sich die geodätische Fallhöhe und die zur Energieerzeugung notwendige Nettofallhöhe. Reibungs und Krümmerverlust
• Nennen Sie den wesentlichen Unterschied beim Nachweis gegen Gleiten zwischen einem Damm mit Innendichtung gegenüber einem Damm mit Außendichtung. Außen: gesamte Dammkörper als stütze Innen: Nur luftseite als stütze
• Was wird mit der sogenannten Schlüsselkurve von Talsperren angegeben ? Zeichnen Sie exemplarisch eine Schlüsselkurve mit allen erforderlichen Angaben. Über die Schlüsselkurve wird der Zusammenhang von Wasserstand und Speicherinhalt dargestellt. -zeichnung-
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• Benennen Sie die 4 grundlegenden Bemessungsgleichung für die Dimensionierung von Talsperren mit ihren Betriebsanlagen. Kontinuitätsgleichung Bernoulli Energiegleichung Wehrünerfall nach Poleni Ausfluss aus Behältern(Toricelli)
• Der Strombedarf schwankt über den Tag, die Woche und das Jahr. Um diesen ungleichmäßigigen Bedarf abzudekcne sind verschiedene Kraftwerkstypen erforderlich. Diese Kraftwerkstypen sollen die Grundlast, die Mittellast und die Spitzenlast abdecken. Nennen Sie zu jedem Kraftwerkstyp 2 Beispiele. Grundlast: kernkraftwerke, Thermische Kraftwerke Mittellast: Öl, Gaskraftwerke Spitzenlast: Speicherkraftwerke, Pumpspeicherwerke
• Bei welcher Turbinenart ist das Laufrad nicht vollkommen durchströmt ? Nennen Sie zudem die weiteren Turbinenarten und deren übliche Fallhöhenbereiche. Peltonturbine(bis 2000m) Kaplanturbine(2-80m) Francisturbine(bis 600m)
• Welche wasserwirtschaftlichen Parameter werden mit der sogenannten Schlüsselkurve von talsperren angegeben ? Zeichnen Sie expemplarisch eine Schlüsselkurve mit allen erforderlichen Angaben. Zusammenhang Wasserstand und Speicherinhalt. -zeichnung-
• Erläutern Sie die Vorteile einer Untergrundabdichtung unter Absperrbauwerken. Bei welchen Untergründen ist eine solche Abdichtung sinnvoll ? - wasserdurchlässigen Untergrund Injektionsschleier: Verlängerung des Sickerwegs und Reduzierung hydrauliche Gradient-> Sicherheit gegen hydraulichen Grundbruch
• Neben Ihren Vorteilen haben Bau und Betrieb von Talsperren auch Nachteile. 4 Anlagerung Schadstoffen Veränderung Fließverhältnisse Einfluss auf Kleinklima Feststoffrückhalt
• Für Wasserkraftanlagen müssen gegebenfalls Entnahmebauwerke eingerichtet werden. Nennen Sie drei Entnahmearten. Seiten-, Stirn- und Sohlentnahme
• Erläutern Sie kurz die Aufgabe eines Wasserschlosses. Wie ist ein solches Wasserschloss konstruiert ? Aufgabe: - Abfangen eines Druckstoßes, der beim Schließen(Überdruck)/Öffnen(Unterdruck) von Druckrohrleitung entsteht, da dieser dem Rohr an empfindlichen stellen wie Nähten, Verschluss usw. Schaden zufügen kann. - Anordnung: Zwischen Stollen und Druckschacht, wobei der Druckschacht gegen hohe Drücke geschützt ist Kontruktion: Wasserdichter Schacht am oberen Ende der rohrleitung. Der Wasserspiegel pendelt im inneren des Wasserschlosses, um Druckausgleich zu schaffen.
• Wasserturbinen haben zwei Bestandteile, die alle Kontruktionsweisen gemeinsam haben. Nennen Sie diese. feste Leitvorrichtung, beweglich gelagertes Laufrad
• Erläutern Sie kurz aus welchem Grund Pumpspeicherwerke gebaut werden. Beschreiben Sie die generelle Wirkungsweise! Grund: Zwischenspeicherung überflüssiger Energie in Form potentieller Energie Wirkungsweise: Umwälzwerke pumpen Wasser aus einem Unterbecken in einen Oberbecken
• Aus welchen Gründen werden Vorsperren errichtet ?2 Gefahrenabwehr Vermeidung von Wasserspiegelschwankungen im Hauptstauraum
• Erläutern Sie die Begriffe Gleichdruckturbine und Überdruckturbine und nennen Sie jeweils eine Turbinenart als Beispiel. Gleichdruckturbine: Am Laufrad wird die Druckhöhe vollständig in Geschwindigkeitshöhe umgesetzt: Peltonturbine Überdruckturbine: .. teilweise in Geschwindigkeitshöhe umgesetzt. Am Laufradeintritt herrscht höhere Druck als am Austritt: Francisturbine
• Nennen Sie vier verschiedene künstliche Dichtungsmaterialien für Dichtungskörper von Dämmen! Tonbeton, Beton, Stahlbeton, Stahl
• Nennen Sie je 2 Vorteile und 2 Nachteile von Staudämmen. + Verwendung Locker- und festgesteinen + lokalen Baumaterial - große Massen - Erosionsempfindlichkeit bei Überströmung
• Bei künstlichen Pumpspeicherbecken existieren verschiedene Dichtungsarten. Benennen Sie 2 und fassen Sie stichpunktartig deren Vorteile zusammen. Innendichtung: Umwelteinflüsse weniger Schadhaft, Herstellungsprozess einfacher Außendichtung: Wartungsmöglichkeit, gesamter Dammkörper wirkt stützend
• In Absperrbauwerken besteht die Möglichkeit der Errichtung von sogenannten Kontrollgängen. Beschreiben Sie deren Funktion anhand der Nennung von 3 Vorteilen. Aus welchen Gründen kann sich der Bauträger gegen die Errichtung entscheiden ? + Verbindung von Dichtungselement und Untergrundabdichtung + Beschleunigung des Bauablaufes durch Entkopplung von untergrundabdichtung und Dammschüttung + Sickerwasserabletung - kosten, Aufwand - Potentielle Schwachstelle bei Sabotage oder Terrorakten - Schädigung des felsgefüges durch die Sprengarbeiten bei der Herstellung
• Natürliche Gewässer weisen teilweise einen hogen Geschiebetransport auf. Durch welche Einflussfaktoren wird die geschiebemenge in einem Fluss begünstigt ?2 Unter welchen Umständen wird der natürliche Sedimenttransport zum Problem für eine Wassernutzung ?2 - Wassertiefe, Durchfluss Verlandung von Talsperren, Geschiebeaufkommen im Triebwasserstrom
• Nennen Sie die typischen Bestandteile einer Hochdruckanlage und stellen Sie diese schematisch in einer Skizze dar. Druckstollen Druckschacht Wasserschloss Kraftwerk
• Geben Sie die Formel für die Haltedruckhöhe an und erläutern Sie anhand dieser, wann Kavitationsgefahr besteht. delta(h) = (p_auslauf - p_x ) / (Dichte*g) Druckdifferenz zwischen Auslaufquerschnitt und einen punkt x darf nicht auf den Dampfdruck sinken, da Kavitationsgefahr entsteht
• Nennen Sie zwei Größen, die den Gesamtwirkungsgrad einer Wasserkraftanlage beeinflussen. Turbine, Generator
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• Nennen Sie je 2 Vor- und Nachteile einer künstlichen Außendichtung eines Staudamms. + spätere Erhöhung einfach + gesamter Körper als Stützkörper - große Dichtungsfläche - Chemische, mechanische Beanspruchung aus den Witterungseinflüssen belasten die Dichtungsschicht
• Nennen Sie einen grundsätzlichen Unterschied in der Funktionsweise einer Peltonturbine gegenüber Francis- und Kaplanturbine. Die Peltonturbine wird unter atmosphärischen Druck im Freihang betrieben, die anderen sind Überdruckturbinen. Diese sind unmittelbar mit dem Unterwasser verbunden.
• Wie ist der Ausbeutegrad einer Talsperre definiert ? Erläutern Sie kurz die Bedeutung eines Ausbaugrades von 1. ß = Nutzinhalt[m³]/mittlere Jahresfracht[m³] Verhältnis von Stauvolumen zur zugeflossene Wassermenge im jahr Ausbaugrad 1 bedeutet, dass eine leere Talsperre in einem Jahr gefüllt werden kann.
• Benennen Sie drei unterschiedliche Typen von Staumauern und skizzieren Sie diese im querschnitt und in der Draufsicht. Erläutern Sie kurz die Funktionsweise der Lastabtragung und nennen Sie jeweils ein Entscheidungskriterium für ihre Anwendung. Gewichtsstaumauer: Lastabtrag. Eigengewicht 2 dimensional Anwendung: Talgeometrie b/h>5 Bogenstaumauer: Lastabtrag: Bogentragwirkung 3 Dimensional Anwendung: Talgeometrie b/h<5 Pfeilerstaumauer: Lastabtrag: Über Pfeiler in den Untergrund Anwendung: standfester untergrund

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