AT527456B1 - Stauanlage zum Aufstauen von Stauwasser sowie Verfahren zum Umrüsten einer solchen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stauanlage (1) zum Aufstauen von Stauwasser (5), wobei die Stauanlage (1) ein Separierungsbauwerk (2), insbesondere eine Sperrenwand einer Hochwasserentlastungsanlage der Stauanlage (1), aufweist, um mit dem Separierungsbauwerk (2) an einer Stauwasserseite (3) des Separierungsbauwerks (2) aufgestautes Stauwasser (5) von einer Luftseite (4) des Separierungsbauwerks (2) zu separieren, wobei die Stauanlage (1) ausgebildet ist, zur Hochwasserabfuhr Stauwasser (5) mit Überfall (6) über das Separierungsbauwerk (2) abzuführen, wobei die Stauanlage (1) stauwasserseitig, beabstandet vom Separierungsbauwerk (2) vor dem Separierungsbauwerk (2) angeordnet einen Wellendämpfer (10) aufweist, um mit dem Wellendämpfer (10) eine Barriere zur Dämpfung von sich in einer Anströmrichtung (A) des Separierungsbauwerks (2) bewegenden Stauwasserwellen (9) zu bilden. Zur Erhöhung einer Einsatzfähigkeit ist vorgesehen, dass der Wellendämpfer (10) mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen (11) gebildet ist, wobei das jeweilige Barriereelement (11) derart angeordnet ist, dass das Barriereelement (11) unterseitig von dem Stauwasser (5) umströmbar ist und in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes (11) mit einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks (2) überlappt und die Separierungsbauwerkskrone (7) überragt. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten einer Stauanlage (1).

Description

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Beschreibung

STAUANLAGE ZUM AUFSTAUEN VON STAUWASSER SOWIE VERFAHREN ZUM UMRÜSTEN EINER SOLCHEN

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stauanlage zum Aufstauen von Stauwasser, wobei die Stauanlage ein Separierungsbauwerk, insbesondere eine Sperrenwand einer Hochwasserentlastungsanlage der Stauanlage, aufweist, um mit dem Separierungsbauwerk an einer Stauwasserseite des Separierungsbauwerks aufgestautes Stauwasser von einer Luftseite des Separierungsbauwerks zu separieren, wobei die Stauanlage ausgebildet ist, in einem Einsatz zur Hochwasserabfuhr Stauwasser mit Überfall über das Separierungsbauwerk abzuführen, wobei die Stauanlage, insbesondere in Draufsicht, stauwasserseitig, beabstandet vom Separierungsbauwerk vor dem Separierungsbauwerk angeordnet einen Wellendämpfer aufweist, um mit dem Wellendämpfer eine Barriere zur Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich im Einsatz in einer Anströmrichtung des Separierungsbauwerks bewegenden Stauwasserwellen zu bilden.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten einer solchen Stauanlage.

[0003] Stauanlagen, wie beispielsweise Talsperren, sind üblicherweise ausgebildet, mit einem Absperrbauwerk, beispielsweise einem Staudamm, Stauwasser in einem Stauraum aufzustauen, um beispielsweise mit Überführen von Stauwasser auf ein niedrigeres räumliches Niveau eine potenzielle Energie des Stauwassers in elektrische Energie umzuwandeln. Eine Stauanlage weist üblicherweise ein Stauziel auf, welches Stauziel als in einem Regelbetrieb der Stauanlage maximal zulässige Stauwasserspiegelhöhe definiert ist, um eine Beschädigung der Stauanlage, insbesondere des Absperrwerkes, zu verhindern. Um bei Hochwasser, beispielsweise in Folge von Wetterereignissen, eine dauerhafte Überschreitung des Stauziels zu verhindern, kann die Stauanlage eine Hochwasserentlastungsanlage, gebildet mit einer an das aufgestaute Wasser angrenzenden Sperrwand als Separierungsbauwerk aufweisen, um mit Überfall von Stauwasser über die Sperrwand Sperrwasser aus dem Stauraum der Stauanlage abzuführen. Alternativ kann die Stauanlage ausgebildet sein, eine Abfuhr von Stauwasser aus dem Stauraum mit Überfall von Stauwasser über das Absperrbauwerk als Separierungsbauwerk umzusetzen.

[0004] Das Dokument CN 114790717 A betrifft einen Damm mit mehreren übereinander angeordneten kippbaren Wellenschutzwänden, wobei jeweils benachbarte der Wellenschutzwände in Bezug auf deren Kippbewegung miteinander gekoppelt sind.

[0005] Das Dokument CN 218373658 U betrifft ein Schutzsystem für Dämme mit auf einer Schutzwand angeordneten Wasserschutzplatten, welche in Richtung eines Stauwassers gebogen und bei auftreffenden Wasserwellen federbelastet kippbar sind.

[0006] Das Dokument CN 115182311 A betrifft einen Damm, wobei stauwasserseitig entlang einer Höhe des Damms eine Wellendruckplatte höhenverfahrbar angeordnet ist und zusätzlich entlang der Dammwand verteilt Wellenpuffer, aufweisend Flügelräder, angeordnet sind.

[0007] Das Dokument CN 213926070 U betrifft einen Böschungsschutz, aufweisend einen Schutzwall, gebildet mit Betonpfeilern in einer Erdschicht, wobei vor dem Schutzwall Wasserblockiersteine und eine Wellenblockierwand angeordnet sind.

[0008] Das Dokument EP 4 116 571 A1 betrifft eine Energieumwandlungsvorrichtung mit einem in einem Rotormantel angeordneten Rotor zum Umwandeln von Wasserenergie in elektrische Energie.

[0009] Ferner zeigen das Dokument DE 76 00 786 U eine Klemmlasche für Überlaufschwellen, das Dokument DE 24 33 976 A1 einen Rahmen mit Staukörpern, das Dokument DE 10 2015 223 803 A1 einen Punktabsorberschutz für Wellenkraftwerke, das Dokument CN 216948095 U eine Ufersicherung und das Dokument CN 113279374 A eine anti-seismische und wellensichere Dammspitzenstruktur.

[0010] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stauanlage der eingangs

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genannten Art anzugeben, welche eine Einsatzfähigkeit der Stauanlage, insbesondere in Bezug auf eine Hochwasserentlastung der Stauanlage, erhöht.

[0011] Weiter ist es Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Umrüstung einer Stauanlage anzugeben, welche eine Einsatzfähigkeit der Stauanlage, insbesondere in Bezug auf eine Hochwasserentlastung der Stauanlage, erhöht.

[0012] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wellendämpfer mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen gebildet ist, wobei das jeweilige Barriereelement derart angeordnet ist, dass das Barriereelement unterseitig von dem Stauwasser umströmbar ist, wobei das jeweilige Barriereelement derart vor einer Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks angeordnet ist, dass in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes mit einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks überlappt und die vertikale Erstreckung die Separierungsbauwerkskrone überragt.

[0013] Um eine effiziente Abfuhr von Stauwasser mittels des Überfalls über das Separierungsbauwerk zu erreichen, ist es günstig, wenn der Überfall als kontinuierlicher Abfluss, vorzugsweise geführt durch eine Oberfläche einer Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks, erfolgt. Es hat sich herausgestellt, dass die Abfuhr von Stauwasser durch Stauwasserwellen, welche häufig durch in den Stauraum zufließendes Wasser und/oder Windeinflüsse auf eine Stauwasseroberfläche gebildet werden, eine Abfuhr des Stauwassers mittels Überfall beeinträchtigen kann. Auf die Separierungsbauwerkskrone auftreffende Stauwasserwellen können beim Überfall eine pulsierende Überströmung der Separierungsbauwerkskrone bzw. Wasserabfuhr, insbesondere mit Abheben eines Stauwasserflusses von einer Oberfläche des Separierungsbauwerks, bewirken. Dies führt häufig zu einer reduzierten Abfuhr von Stauwasser und/oder kann mit einer Beschädigung oder Beeinträchtigung einer Auffangstruktur, welche das abgeführte Stauwasser entgegennimmt, verbunden sein. Im Besonderen kann durch eine Beeinträchtigung der Abfuhr von Stauwasser eine Sicherheit der Stauanlage beeinträchtigt werden, vor allem wenn Starkwetterereignisse eine effiziente Stauwasserabfuhr aus dem Stauraum erfordern.

[0014] Grundlage der Erfindung ist die Idee, bei der Stauanlage für eine Hochwasserabfuhr bzw. Hochwasserentlastung mit Überfall von aufgestautem Stauwasser über das Separierungsbauwerk einen Wellendämpfer vorzusehen, um mit dem Wellendämpfer in Anströmrichtung des Separierungsbauwerks bewegende Stauwasserwellen des Stauwassers zu dämpfen, insbesondere zumindest teilweise zu reflektieren und/oder zu absorbieren. Auf diese Weise kann eine durch Stauwasserwellen verursachte Beeinflussung, insbesondere Beeinträchtigung, des Überfalls von Stauwasser über das Separierungsbauwerk reduziert werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass eine zwischen dem Wellendämpfer und dem Separierungsbauwerk befindliche Stauwasserregion durch die Dämpfung mit dem Dämpfungselement Stauwasserwellen mit einer kleineren durchschnittlichen Amplitude im Vergleich zu einer in Anströmrichtung vor dem Wellendämpfer befindlichen, an den Wellendämpfer angrenzenden Stauwasserregion aufweist. Üblicherweise ist der Wellendämpfer, in der Regel in einem Nahbereich des Separierungsbauwerks, stauwasserseitig, beabstandet vor dem Separierungsbauwerk angeordnet, insbesondere dem Separierungsbauwerk vorgelagert.

[0015] Die Stauanlage weist üblicherweise einen Stauraum auf, wobei das Stauwasser im Stauraum aufgestaut wird. Das Separierungsbauwerk bildet üblicherweise eine Begrenzung, insbesondere Wand, des Stauraums. Eine dem Stauwasser zugewandte Seite des Separierungsbauwerks wird üblicherweise als Stauwasserseite bezeichnet. Eine dem Stauwasser abgewandte Seite des Separierungsbauwerks wird üblicherweise als Luftseite oder auch bedeutungsgleich als Abführseite bezeichnet, wobei in der Regel die Luftseite der Stauwasserseite am Separierungsbauwerk gegenüberliegt. Das Stauwasser grenzt im Einsatz üblicherweise unmittelbar an eine stauwasserseitige Seitenfläche des Separierungsbauwerks an und kann insbesondere an der stauwasserseitigen Seitenfläche aufgestaut sein. Der Einsatz ist üblicherweise ein bestimmungsgemäßer Einsatz, insbesondere Hochwasserentlastungseinsatz, der Stauanlage. Überfall des bzw. über das Separierungsbauwerk bezeichnet üblicherweise ein Überströmen des Sepa-

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rierungsbauwerks, insbesondere einer Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks, mit Stauwasser. In der Regel bezeichnet Separierungsbauwerkskrone fachüblich ein oberes Ende des Separierungsbauwerks, welches üblicherweise für ein Überströmen mit Stauwasser ausgebildet, insbesondere entsprechend geformt, ist. Beim Überfall strömt in der Regel Stauwasser aus dem Stauraum von der Stauwasserseite zur Luftseite des Separierungsbauwerks. Der Wellendämpfer ist üblicherweise derart vor dem Separierungsbauwerk angeordnet bzw. ausgebildet, dass mit dem Wellendämpfer eine Barriere zur Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich, insbesondere auf Überfallhöhe bzw. in einem Höhenbereich der Separierungsbauwerkskrone, in Anströmrichtung des Separierungsbauwerks auf das Separierungsbauwerk zubewegenden Stauwasserwellen gebildet ist. Durch den Wellendämpfer, insbesondere dessen Anordnung und Ausbildung, ist erreichbar, dass im Einsatz, insbesondere bei Überfall von Stauwasser über das Separierungsbauwerk, die Stauwasserwellen mit reduzierter Amplitude auf das Separierungsbauwerk treffen bzw. dieses überströmen. Das Überströmen erfolgt in der Regel auf einem Überfallhöhenniveau. Dies gilt insbesondere für Stauwasserwellen, welche auf Überfallhöhenniveau bzw. in einem Höhenbereich der Separierungsbauwerkskrone sich auf das Separierungsbauwerk, insbesondere in Anströmrichtung, zubewegen und/oder auf das Separierungsbauwerk treffen, insbesondere sodass diese das Separierungsbauwerk, im Speziellen die Separierungsbauwerkskrone, überströmen. Die Stauanlage kann auf der Luftseite eine Auffangeinrichtung zur Übernahme und/oder zum Weitertransport des Stauwassers aufweisen. Die Auffangeinrichtung kann beispielsweise ein Wasserauffangreservoir zur Aufnahme des Stauwassers und/oder einen Transportkanal zur Weiterleitung des Stauwassers aufweisen. Die Auffangeinrichtung kann ausgebildet sein, das Stauwasser zu einer Energieumwandlungseinrichtung der Stauanlage zu überführen, um mit der Energieumwandlungseinrichtung eine Strömungsenergie des Stauwassers in eine andere Energieform umzuwandeln.

[0016] Die Stauanlage weist in der Regel ein Stauziel auf, welches Stauziel üblicherweise als in einem Regelbetrieb der Stauanlage maximal zulässige Stauwasserspiegelhöhe definiert ist, um eine Beschädigung der Stauanlage, insbesondere eines Absperrwerks der Stauanlage, zu verhindern. Das Separierungsbauwerk kann eine zur maximal zulässigen Stauwasserspiegelhöhe korrespondierende Höhe, insbesondere der Separierungsbauwerkskrone, aufweisen, im Besonderen für den Überfall definieren. Im Einsatz zur Hochwasserabfuhr ist die maximal zulässige Stauwasserspiegelhöhe vom Stauwasserspiegel üblicherweise überschritten.

[0017] In Draufsicht ist der Wellendämpfer üblicherweise in der Anströmrichtung beabstandet vom Separierungsbauwerk vor der Separierungsbauwerk angeordnet. Eine in Draufsicht zwischen dem Wellendämpfer und dem Separierungsbauwerk befindliche Stauwasserregion des Stauraums kann als Stauwasserzwischenregion bezeichnet sein. Die Stauwasserzwischenregion ist üblicherweise wasserleitend mit einer übrigen Region des Stauraums verbunden. Die Anströmrichtung bezieht sich üblicherweise auf das Separierungsbauwerk.

[0018] Draufsicht bezeichnet üblicherweise eine Sicht im Wesentlichen orthogonal zu einer, insbesondere im Stauraum befindlichen Stauwasseroberfläche. Die Draufsicht ist insbesondere eine vertikale Sicht auf die Stauanlage. Üblicherweise ist die Anströmrichtung des Separierungsbauwerks im Wesentlichen orthogonal zu einer Längserstreckung des Separierungsbauwerks in Draufsicht ausgerichtet, wobei in der Regel die Anströmrichtung im Wesentlichen horizontal orientiert einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks zugewandt ist. Überfallhöhenniveau bezeichnet in der Regel eine Stauwasserspiegelhöhe des Stauwassers, bei welcher ein Überfall bzw. Überfließen des Separierungsbauwerks, insbesondere der Separierungsbauwerkskrone, mit Stauwasser stattfindet. Üblicherweise kann im Einsatz mit dem Wellendämpfer, Insbesondere einer Vorderseitenfläche des Wellendämpfers, eine Barriere zu Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich, insbesondere auf Überfallhöhenniveau, in Anströmungsrichtung des Separierungsbauwerks bewegenden Stauwasserwellen gebildet sein, um eine Amplitude von Stauwasserwellen im Bereich des Separierungsbauwerks zu reduzieren. Stauwasserwellen beziehen sich üblicherweise auf Wellen einer Stauwasseroberfläche des Stauwassers. Eine Vorderseite des Wellendämpfers, insbesondere jeweiligen Barriereelementes, bezeichnet üblicherweise eine dem Separierungsbauwerk abgewandte Seite des Barriereelemen-

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tes. Eine Rückseite des Wellendämpfers, insbesondere des jeweiligen Barriereelementes, bezeichnet üblicherweise eine dem Separierungsbauwerk zugewandte Seite des Barriereelementes.

[0019] Der Wellendämpfer ist mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen gebildet. Das jeweilige Barriereelement weist in der Regel eine vom Separierungsbauwerk abgewandte Vorderseitenfläche und eine dem Separierungsbauwerk zugewandte Rückseitenfläche auf bzw. definiert solche. Die Vorderseitenfläche und/oder die Rückseitenfläche ist üblicherweise quer, insbesondere im Wesentlichen orthogonal, zur Anströmrichtung orientiert, um im Einsatz die Stauwasserwellen mit der Vorderfläche zumindest teilweise umzulenken, insbesondere zu reflektieren, und/oder zu absorbieren. Der Wellendämpfer kann die Barriereelemente aufweisen oder aus diesen bestehen.

[0020] Bevorzugt ist es, wenn das jeweilige Barriereelement ein Wandelement ist. Das Wandelement, insbesondere eine von diesem repräsentierte Anordnungsfläche, ist üblicherweise quer, insbesondere im Wesentlichen orthogonal, zur Anströmrichtung orientiert. Die Anordnungsfläche ist üblicherweise von einer Längserstreckung und einer Breitenerstreckung des Wandelementes definiert. Die Längserstreckung und die Breitenerstreckung sind in der Regel kleiner als eine Höhenerstreckung des Wandelementes. Die Längserstreckung, die Breitenerstreckung und die Höhenerstreckung sind üblicherweise jeweils orthogonal zueinander. Das jeweilige Wandelement kann eine Tauchwand sein. Das Wandelement kann plattenartig ausgebildet sein. Eine Vorderseitenfläche bzw. eine Rückseitenfläche des Wandelementes wird üblicherweise jeweils durch die Längserstreckung und Breitenerstreckung, insbesondere einer zu diesen korrespondierenden Längsrichtung und Breitenrichtung, des Wandelementes definiert.

[0021] Das jeweilige Barriereelement ist derart, insbesondere im Stauraum, angeordnet, dass, insbesondere im Einsatz, das Barriereelement unterseitig vom Stauwasser umströmbar ist bzw. umströmt wird. In der Regel ist das Barriereelement beabstandet von einem Boden des Stauraums angeordnet. Vorzugsweise ist das Barriereelement derart angeordnet, dass, insbesondere im Einsatz, ein überwiegender Teil eines unteren Endes des Barriereelementes vom Stauwasser umströmbar ist bzw. umströmt wird.

[0022] Günstig ist es, wenn die Vorderseitenfläche und/oder die Rückseitenfläche des Barriereelementes, insbesondere aus Anströmrichtungssicht bzw. in Bezug auf die Anströmrichtung, jeweils zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen, konkav gekrümmt ausgebildet sind. Die konkave Krümmung kann sich auf eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes beziehen. Dies kann günstig für eine Dämpfung der Stauwasserwellen sein. Günstig ist es, wenn eine in einem vertikalen Querschnitt des Barriereelementes die Vorderseitenfläche und/oder die Rückseitenfläche repräsentierende Außenkontur des Barriereelementes entlang einer überwiegenden, vorzugsweise im Wesentlichen gänzlichen, horizontalen Längserstreckung des Barriereelementes eine gleichbleibende Form aufweist. Horizontale Längserstreckung bezeichnet üblicherweise eine Längserstreckung in Draufsicht.

[0023] Von Vorteil ist es, wenn das jeweilige Barriereelement in einem vertikalen Querschnitt des Barriereelementes mit einem oberen Barriereelementteil und einem unteren Barriereelementteil gebildet ist. Der obere Barriereelementteil ist üblicherweise in vertikaler Richtung vor dem unteren Barriereelementteil angeordnet. Der obere Barriereelementteil kann eine im Wesentlichen vertikal orientierte erste Längsrichtung aufweisen. Der untere Barriereelementteil kann eine in Richtung eines unteren Endes des Barriereelementes orientierte zweite Längsrichtung aufweisen, wobei die zweite Längsrichtung winklig zu einer vertikalen Richtung und/oder zur ersten Längsachse ausgerichtet ist. Die zweite Längsrichtung ist vorzugsweise dem Separierungsbauwerk abgewandt ausgerichtet. Der obere Barriereelementteil und der untere Barriereelementteil erstrecken sich jeweils üblicherweise von einer vorderseitigen Außenkontur zu einer rückseitigen Außenkontur des Barriereelementes. Dies und insbesondere Vorstehendes, gilt insbesondere im vertikalen Querschnitt durch das Barriereelement. Der vertikale Querschnitt ist üblicherweise parallel zur Anströmrichtung des Separierungsbauwerks orientiert. Im vertikalen Querschnitt kann der untere Barriereelementteil eine, insbesondere in zweiter Längsrichtung orientierte, tropfenartige Außen-

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kontur aufweisen. Die tropfenartige Außenkontur kann symmetrisch oder nichtsymmetrisch in Bezug auf die zweite Längsrichtung sein. Die Symmetrie kann eine Spiegelsymmetrie in Bezug auf die zweite Längsrichtung sein.

[0024] Günstig ist es, wenn im vertikalen Querschnitt durch das Barriereelement eine vorderseitige Außenkontur und eine rückseitige Außenkontur des oberen Barriereelementteils im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Der obere Barriereelementteil und der untere Barriereelementteil können aneinander anschließen. Der untere Barriereelementteil kann sich im vertikalen Querschnitt vom unteren Ende des Barriereelementes ausgehend über zumindest 20 %, insbesondere zumindest 30 %, vorzugsweise zumindest 40 %, einer Gesamtlängserstreckung des Barriereelementes vom unteren Ende zu einem oberen Ende des Barriereelementes erstrecken. Der obere Barriereelementteil kann sich im vertikalen Querschnitt entlang der Gesamtlängserstreckung des Barriereelementes ausgehend vom oberen Ende des Barriereelementes in Richtung des unteren Endes, insbesondere bis zum unteren Barriereelementteil, erstrecken. Eine vorgenannte Form hat sich als günstig für eine Reflexion der Stauwasserwellen und insbesondere für eine Strömungsleitung von Stauwasser, insbesondere entlang eines unteren Endes des Barriereelementes, erwiesen. Günstig ist es, wenn das Barriereelement derart angeordnet ist, dass, insbesondere in Anströmrichtungssicht, der untere Barriereelementteil sich, üblicherweise in vertikaler Richtung, unterhalb der Separierungsbauwerkskrone befindet und/oder der obere Barriereelementteil, üblicherweise in vertikaler Richtung, sich zumindest teilweise oberhalb der Separierungsbauwerkskrone befindet.

[0025] Es hat sich bewährt, wenn im vertikalen Querschnitt des Barriereelementes ein Teilbereich des unteren Barriereelementteils eine vorderseitige Außenkontur und eine rückseitige AuBenkontur, welche divergent zueinander dem unteren Ende des Barriereelementes zugewandt sind, aufweist. Vorzugsweise erstreckt sich im vertikalen Querschnitt der Teilbereich über eine überwiegende Erstreckung des unteren Barriereelementteils, insbesondere entlang einer vertikalen Erstreckung des Barriereelementes. Vertikale Erstreckung des Barriereelementes bezeichnet üblicherweise eine Erstreckung des Barriereelementes von dessen oberen Ende zu dessen unteren Ende im vertikalen Querschnitt des Barriereelementes.

[0026] Günstig ist es, wenn das jeweilige Barriereelement im vertikalen Querschnitt des Barriereelementes ein unteres Endstück mit einer gekrümmt geformten Endstückaußenkontur aufweist. Die Endstückaußenkontur kann sich von einer vorderseitigen Außenkontur bis zu einer rückseitigen Außenkontur des Barriereelementes erstrecken. Die Endstückaußenkontur kann, vorzugsweise eckenfrei, an die vorderseitige Außenkontur des Teilbereiches und/oder an die rückenseitige Außenkontur des Teilbereiches des unteren Barriereelementteils anschließen. Günstig ist es, wenn die Endstückaußenkontur mit einem Segment einer Ellipse und/oder mit einem Segment eines Kreisbogens gebildet ist. Es hat sich bewährt, wenn die Endstückaußenkontur mit einem Segment eines Kreisbogens, welcher an eine vorderseitige Außenkontur des Barriereelementes anschließt und einem Segment einer Ellipse, vorzugsweise einer Viertelellipse, welche an eine rückseitige Außenkontur des Barriereelementes anschließt, gebildet ist. Üblicherweise schließen diese Segmente unmittelbar aneinander an. Auf diese Weise ist eine Reduzierung einer Wirbelbildung bei einer entlang eines unteren Endes des Barriereelementes strömenden Stauwasserströmung erreichbar.

[0027] Der vertikale Querschnitt durch das Barriereelement ist üblicherweise parallel zur Anströmrichtung des Separierungsbauwerks orientiert. In der Regel verläuft in Draufsicht eine horizontale Erstreckung des jeweiligen Barriereelementes quer, insbesondere im Wesentlichen orthogonal, zur Anströmrichtung, bevorzugt korrespondierend zu einer horizontalen Erstreckung des Separierungsbauwerks.

[0028] Günstig ist es, wenn in Anströmrichtung des Separierungsbauwerks vor einer überwiegenden, vorzugsweise im Wesentlichen gänzlichen, Länge, einer horizontalen Erstreckung des Separierungsbauwerks der Wellendämpfer, insbesondere eines oder mehrere Barriereelemente, eine Barriere zur Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich im Einsatz in der Anströmrichtung des Separierungsbauwerks bewegenden Stauwasserwellen bilden. Dies

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gilt insbesondere in Draufsicht. Die horizontale Erstreckung des Separierungsbauwerks ist insbesondere eine im Einsatz stauwasserkontaktierende horizontale Erstreckung des Separierungsbauwerks, insbesondere in Draufsicht. Im Besonderen können sich in Draufsicht der Wellendämpfer, insbesondere das Barriereelement oder mehrere, insbesondere nebeneinander angeordnete, im Besonderen aneinander anschließende, Barriereelemente, entlang einer überwiegenden, vorzugsweise im Wesentlichen gänzlichen, Länge, der horizontalen Erstreckung des Separierungsbauwerks erstrecken. Die horizontale Erstreckung ist üblicherweise quer, insbesondere orthogonal, zur Anströmrichtung, insbesondere in Draufsicht.

[0029] Das jeweilige Barriereelement ist derart vor der Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks angeordnet, dass in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes mit der stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerk überlappt und die vertikale Erstreckung die Separierungsbauwerkskrone überragt. Vorteilhaft ist es, wenn in Anströmrichtungssicht auf das Separierungsbauwerk das jeweilige Barriereelement derart vor der Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks angeordnet ist, dass eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes zumindest bis zu einer von der Separierungsbauwerkskrone, insbesondere deren Oberkante, ausgehenden Tiefe in vertikaler Richtung von zumindest 20 %, insbesondere zumindest 30 %, bevorzugt zumindest 45 %, einer Stauraumhöhe des Separierungsbauwerks ragt. Vorteilhaft ist es, wenn in Anströmrichtungssicht auf das Separierungsbauwerk das jeweilige Barriereelement derart vor der Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks angeordnet ist, dass eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes die Separierungsbauwerkskrone, insbesondere deren Oberkante, entgegen einer vertikalen Richtung um zumindest 20 %, insbesondere zumindest 30 %, bevorzugt zumindest 45 %, einer Stauraumhöhe des Separierungsbauwerks überragt. Vorstehendes kann sich insbesondere auf einen Abschnitt des Separierungsbauwerks beziehen, vor welchem Abschnitt in Anströmrichtungssicht der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, angeordnet ist. Die vertikale Erstreckung des Barriereelementes bezieht sich üblicherweise auf ein durchschnittliches Höhenniveau eines oberen Endes und ein durchschnittliches Höhenniveau eines unteren Endes des Barriereelementes. Die Separierungsbauwerkskrone, insbesondere deren Oberkante, im Besonderen ein Abschnitt dieser, wird dabei üblicherweise durch ein durchschnittliches Höhenniveau derselben repräsentiert.

[0030] Die Stauraumhöhe bezeichnet üblicherweise eine Höhendifferenz zwischen einem durchschnittlichen Höhenniveau eines Bodens des Stauraums der Stauanlage und einem durchschnittlichen Höhenniveau der Separierungsbauwerkskrone, insbesondere einer Oberkante der Separierungsbauwerkskrone. Die Höhendifferenz wird üblicherweise in vertikaler Richtung gemessen. Insbesondere kann sich die Stauraumhöhe bzw. die Höhendifferenz auf ein durchschnittliches Bodenhöhenniveau eines Bereiches des Bodens des Stauraums beziehen, in welchem Bereich sich in Draufsicht der Wellendämpfer bzw. das jeweilige Barriereelement befindet.

[0031] Üblicherweise ist der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, in einem Nahbereich des Separierungsbauwerks vor dem Separierungsbauwerk angeordnet, im Besonderen in Draufsicht. Günstig ist es, wenn in Draufsicht der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, einen durchschnittlichen Abstand zum Separierungsbauwerk aufweist, welcher durchschnittliche Abstand kleiner als eine dreifache, insbesondere kleiner als eine zweifache, bevorzugt kleiner als eine, insbesondere bevorzugt kleiner als eine halbe, durchschnittliche Stauraumhöhe des Separierungsbauwerks ist. Der durchschnittliche Abstand ist in der Regel kleiner als 10 m, insbesondere kleiner als 5 m. Der durchschnittliche Abstand ist üblicherweise größer als 2 %, insbesondere größer als 5 %, der durchschnittlichen Stauraumhöhe des Separierungsbauwerks. Der durchschnittliche Abstand ist in der Regel größer als 0,5 m, insbesondere größer als 1 m. Die durchschnittliche Stauraumhöhe kann sich dabei auf einen Abschnitt des Separierungsbauwerks beziehen, vor welchem Abschnitt in Anströmrichtungssicht der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, angeordnet ist. Bewährt hat es sich, wenn der durchschnittliche Abstand zwischen 2 % und 300 %, insbesondere zwischen 5 % und 200 %, bevorzugt zwischen 10 % und 100 %, der durchschnittlichen Stauraumhöhe des Separierungsbauwerks ist.

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[0032] Die Anordnung des Wellendämpfers vor dem Separierungsbauwerk bezieht sich insbesondere auf die Anströmrichtung des Separierungsbauwerks bzw. eine horizontale Sicht auf eine stauwasserseitige Seitenfläche des Separierungsbauwerk. Üblicherweise ist der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, mit einer Tragevorrichtung, insbesondere starr, vor dem Separierungsbauwerk angeordnet, insbesondere gehalten. Dies ist üblicherweise derart umgesetzt, dass der Wellendämpfer beabstandet von einem Boden des Stauraums, welcher Stauraum üblicherweise das Stauwasser aufnimmt, mit der Tragevorrichtung gehalten ist. Der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement kann durch die Tragevorrichtung mit dem Separierungsbauwerk, insbesondere gestützt durch das Separierungsbauwerk, verbunden, im Speziellen beabstandet am Separierungsbauwerk angeordnet, sein. Die Tragevorrichtung kann mit einem oder mehreren Tragelementen gebildet sein. Einsatzpraktikabel ist es, wenn der Wellendämpfer, insbesondere das jeweilige Barriereelement, mit einem oder mehreren Tragelementen mit dem Separierungsbauwerk verbunden ist, insbesondere derart, dass der Wellendämpfer beabstandet von einem Boden des Stauraums, welcher Stauraum üblicherweise das Stauwasser aufnimmt, mit den Tragelementen gehalten ist. Die Tragelemente können Teil der Tragevorrichtung sein. Zweckmäßig kann ein Endstück des Tragelementes am Separierungsbauwerk, insbesondere dessen stauwasserseitiger Seitenfläche, angeordnet sein und ein anderes Endstück des Tragelementes am Barriereelement angeordnet sein, wobei üblicherweise die Endstücke einander am Tragelement gegenüberliegen, in der Regel entlang einer Längserstreckung des Tragelementes.

[0033] Das Barriereelement, insbesondere dessen Vorderseitenfläche und/oder Rückseitenfläche, können mit, insbesondere überwiegende, vorzugsweise im Wesentlichen aus, Metall, insbesondere einer Eisenlegierung, vorzugsweise Stahl, gebildet sein. Die Vorderseitenfläche und/oder Rückseitenfläche des Barriereelementes können im Wesentlichen vollflächig und/oder flüssigkeitsdicht umgesetzt sein. Wenngleich weniger bevorzugt kann das Barriereelement von der Vorderseitenfläche zur Rückseitenfläche verlaufende Öffnungen aufweisen, durch welche Stauwasser durch das Barriereelement hindurchfließen kann. Auf diese Weise kann ein Strömungsverhalten einer auf das Barriereelement treffenden Stauwasserströmung beeinflusst werden.

[0034] Üblicherweise weist die Stauanlage ein Absperrbauwerk, insbesondere einen Staudamm, zum Aufstauen des Stauwassers auf. Die Stauanlage kann eine Hochwasserentlastungsanlage zur Hochwasserabfuhr aufweisen. Das Absperrbauwerk kann ein Staudamm, eine Staumauer, eine Staustufe oder ein Stauwehr sein. Das Separierungsbauwerk kann durch das Absperrbauwerk umgesetzt oder das Absperrbauwerk sein. Alternativ oder kumulativ kann das Separierungsbauwerk Teil der Hochwasserentlastungsanlage sein, um zur Hochwasserabfuhr mit der Hochwasserentlastungsanlage Stauwasser mit Überfall über das Separierungsbauwerk abzuführen. Das Separierungsbauwerk kann eine Sperrwand der Hochwasserentlastungsanlage sein. Die Hochwasserentlastungsanlage kann beispielsweise ein Hochwasserentlastungsturms bzw. Überfalltrichter, sein. Das Stauwasser kann im Einsatz an eine stauwasserseitige Seitenfläche des Separierungsbauwerks angrenzen, insbesondere an dieser aufgestaut sein. Die Stauanlage kann eine Talsperre sein. Die Stauanlage kann ausgebildet sein, mit dem Absperrbauwerk ein Gewässer, insbesondere Fließgewässer, aufzustauen. Mit dem Aufstauen kann ein Stausee gebildet sein. Die Stauanlage definiert üblicherweise einen Stauraum, in welchem mit dem Absperrbauwerk das Stauwasser aufgestaut wird. Der Stausee kann den Stauraum bilden, insbesondere der Stausee sein.

[0035] Unten bzw. unterseitig und oben bzw. oberseitig bezieht sich üblicherweise auf eine vertikale Richtung. Einsatz bezeichnet insbesondere einen Einsatzzustand der Stauanlage, in welchem zur Hochwasserabfuhr Stauwasser mit Überfall über das Separierungsbauwerk, insbesondere die Separierungsbauwerkskrone, bzw. mit Überströmen des Separierungsbauwerks, insbesondere der Separierungsbauwerkskrone, abgeführt wird. Anströmrichtungssicht bezeichnet üblicherweise eine Sicht in Anströmrichtung des Separierungsbauwerks.

[0036] Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Verfahren zum Umrüsten einer Stauanlage, welche zum Aufstauen von Stauwasser ausgebildet ist, umgesetzt wird, wobei die

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Stauanlage ein Separierungsbauwerk, insbesondere einen Staudamm, aufweist, um mit dem Separierungsbauwerk an einer Stauwasserseite des Separierungsbauwerks aufgestautes Stauwasser von einer Luftseite des Separierungsbauwerks zu separieren, wobei die Stauanlage ausgebildet ist, in einem Einsatz zur Hochwasserabfuhr Stauwasser mit Überfall über das Separierungsbauwerk abzuführen, wobei der Stauanlage, insbesondere in Draufsicht, stauwasserseitig, beabstandet vom Separierungsbauwerk ein Wellendämpfer hinzugefügt wird, um mit dem Wellendämpfer eine Barriere zur Dämpfung von sich im Einsatz in einer Anströmrichtung des Separierungsbauwerks, insbesondere auf Überfallhöhenniveau, bewegenden Stauwasserwellen zu bilden, wobei der Wellendämpfer mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen gebildet ist, wobei das jeweilige Barriereelement derart angeordnet ist, dass das Barriereelement unterseitig von dem Stauwasser umströmbar ist, wobei das jeweilige Barriereelement derart vor einer Separierungsbauwerkskrone des Separierungsbauwerks angeordnet ist, dass in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes mit einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks überlappt und die vertikale Erstreckung die Separierungsbauwerkskrone überragt. Die Stauanlage kann entsprechend den Merkmalen einer in diesem Dokument beschriebenen Stauanlage umgesetzt sein und/oder zu einer in diesem Dokument beschriebenen Stauanlage, insbesondere mit Hinzufügen von in diesem Dokument beschriebenen Merkmalen einer Stauanlage, umgerüstet werden. Die Stauanlage, welche umgerüstet wird, ist üblicherweise eine konventionelle Stauanlage, welche keinen, insbesondere in diesem Dokument beschriebenen, Wellendämpfer aufweist. Die konventionelle Stauanlage kann gemäß den, insbesondere übrigen, Merkmalen einer in diesem Dokument beschriebenen Stauanlage umgesetzt sein. Die konventionelle Stauanlage kann mit Hinzufügen eines Wellendämpfers, insbesondere wie in diesem Dokument beschrieben, zu einer erweiterten Stauanlage, welche gemäß einer in diesem Dokument beschriebene Stauanlage mit Wellendämpfer ausgebildet ist, umgerüstet werden. Das Verfahren kann entsprechend den Merkmalen und Wirkungen, welche im Rahmen einer Stauanlage, insbesondere vorstehend, in diesem Dokument beschrieben sind, ausgebildet sein. Analoges gilt auch für das Verfahren im Hinblick auf die Stauanlage.

[0037] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

[0038] Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Stauanlage mit einem Separierungsbauwerk und an einer Stauwasserseite des Separierungsbauwerks aufgestautem Stauwasser;

[0039] Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bereiches der Fig. 1, wobei stauwasserseitig vor dem Separierungsbauwerk ein Wellendämpfer angeordnet ist;

[0040] Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Stauanlage mit einem Separierungsbauwerk und einem stauwasserseitig vor dem Separierungsbauwerk angeordneten Wellendämpfer;

Claims (11)

x bes AT 527 456 B1 2025-07-15 Ss N Patentansprüche

1. Stauanlage (1) zum Aufstauen von Stauwasser (5), wobei die Stauanlage (1) ein Separierungsbauwerk (2), insbesondere eine Sperrenwand einer Hochwasserentlastungsanlage der Stauanlage (1), aufweist, um mit dem Separierungsbauwerk (2) an einer Stauwasserseite (3) des Separierungsbauwerks (2) aufgestautes Stauwasser (5) von einer Luftseite (4) des Separierungsbauwerks (2) zu separieren, wobei die Stauanlage (1) ausgebildet ist, in einem Einsatz zur Hochwasserabfuhr Stauwasser (5) mit Überfall (6) über das Separierungsbauwerk (2) abzuführen, wobei die Stauanlage (1), insbesondere in Draufsicht, stauwasserseitig, beabstandet vom Separierungsbauwerk (2) vor dem Separierungsbauwerk (2) angeordnet einen Wellendämpfer (10) aufweist, um mit dem Wellendämpfer (10) eine Barriere zur Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich im Einsatz in einer Anströmrichtung (A) des Separierungsbauwerks (2) bewegenden Stauwasserwellen (9) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendämpfer (10) mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen (11) gebildet ist, wobei das jeweilige Barriereelement (11) derart angeordnet ist, dass das Barriereelement (11) unterseitig von dem Stauwasser (5) umströmbar ist, wobei das jeweilige Barriereelement (11) derart vor einer Separierungsbauwerkskrone (7) des Separierungsbauwerks (2) angeordnet ist, dass in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes (11) mit einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks (2) überlappt und die vertikale Erstreckung die Separierungsbauwerkskrone (7) überragt.

2. Stauanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Barriereelement (11) eine vom Separierungsbauwerk (2) abgewandte Vorderseitenfläche und eine dem Separierungsbauwerk (2) zugewandte Rückseitenfläche definiert, wobei die Vorderseitenfläche und/oder Rückseitenfläche quer, insbesondere im Wesentlichen orthogonal, zur Anströmrichtung (A) orientiert ist, um die Stauwasserwellen (9) mit der Vorderfläche zumindest teilweise umzulenken, insbesondere zu reflektieren.

3. Stauanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Barriereelement (11) eine quer, insbesondere im Wesentlichen orthogonal, zur Anströmrichtung (A) orientierte Tauchwand ist.

4. Stauanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Barriereelement (11) in einem vertikalen Querschnitt des Barriereelementes (11) mit einem oberen Barriereelementteil (13) und einem unteren Barriereelementteil (14) gebildet ist, wobei der obere Barriereelementteil (13) eine im Wesentlichen vertikal orientierte erste Längsrichtung (15) und der untere Barriereelementteil (14) eine in Richtung eines unteren Endes des Barriereelementes (11) orientierte zweite Längsrichtung (16) aufweist, wobei die zweite Längsrichtung (16) winklig zur ersten Längsachse (15) und dem Separierungsbauwerk (2) abgewandt ausgerichtet ist.

5. Stauanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Barriereelement (11) derart angeordnet ist, dass der untere Barriereelementteil (14) sich unterhalb einer Separierungsbauwerkskrone (7) des Separierungsbauwerks (2) befindet und/oder der obere Barriereelementteil (13) sich zumindest teilweise oberhalb der Separierungsbauwerkskrone (7) befindet.

6. Stauanlage (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im vertikalen Querschnitt des Barriereelementes (11) ein Teilbereich des unteren Barriereelementteils (14) eine vorderseitige Außenkontur und eine rückseitige Außenkontur, welche divergent zueinander dem unteren Ende des Barriereelementes (1) zugewandt sind, aufweist.

7. Stauanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Barriereelement (11) im vertikalen Querschnitt des Barriereelementes (11) ein unteres Endstück mit einer gekrümmt geformten Endstückaußenkontur aufweist, wobei vorzugsweise die Endstückaußenkontur sich von einer vorderseitigen Außenkontur bis zu einer rückseitigen Außenkontur des Barriereelementes (11) erstreckt.

8. Stauanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Anströmrichtung (A) des Separierungsbauwerks (2) vor einer überwiegenden, vorzugsweise im Wesentlichen gänzlichen, Länge, einer horizontalen Erstreckung des Separierungsbauwerks (2) der Wellendämpfer (10), insbesondere eines oder mehrere Barriereelemente (11), eine Barriere zur Dämpfung, insbesondere zumindest teilweisen Reflexion, von sich im Einsatz in Anströmrichtung (A) des Separierungsbauwerks (2) bewegenden Stauwasserwellen (9) bilden.

9. Stauanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendämpfer (10), insbesondere das jeweilige Barriereelement (11), mit einer Tragevorrichtung, insbesondere einem oder mehreren Tragelementen (12), mit dem Separierungsbauwerk (2) verbunden ist, insbesondere derart, dass der Wellendämpfer (10) beabstandet von einem Boden eines das Stauwasser (5) aufnehmenden Stauraums mit der Tragevorrichtung gehalten ist.

10. Stauanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauanlage (1) ein Absperrbauwerk, insbesondere einen Staudamm, zum Aufstauen des Stauwassers (5) und eine Hochwasserentlastungsanlage zur Hochwasserabfuhr aufweist, wobei das Separierungsbauwerk (2) Teil der Hochwasserentlastungsanlage ist, um zur Hochwasserabfuhr mit der Hochwasserentlastungsanlage Stauwasser (5) mit Überfall (6) über das Separierungsbauwerk (2) abzuführen.

11. Verfahren zum Umrüsten einer Stauanlage (1), welche zum Aufstauen von Stauwasser (5) ausgebildet ist, insbesondere zu einer Stauanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Stauanlage (1) ein Separierungsbauwerk (2), insbesondere einen Staudamm, aufweist, um mit dem Separierungsbauwerk (2) an einer Stauwasserseite (3) des Separierungsbauwerks (2) aufgestautes Stauwasser (5) von einer Luftseite (4) des Separierungsbauwerks (2) zu separieren, wobei die Stauanlage (1) ausgebildet ist, in einem Einsatz zur Hochwasserabfuhr Stauwasser (5) mit Überfall (6) über das Separierungsbauwerk (2) abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauanlage (1), insbesondere in Draufsicht, stauwasserseitig, beabstandet vom Separierungsbauwerk (2) ein Wellendämpfer (10) hinzugefügt wird, um mit dem Wellendämpfer (10) eine Barriere zur Dämpfung von sich im Einsatz in einer Anströmrichtung (A) des Separierungsbauwerks (2) bewegenden Stauwasserwellen (9) zu bilden, wobei der Wellendämpfer (10) mit einem oder mehreren, insbesondere wandelementartigen, Barriereelementen (11) gebildet ist, wobei das jeweilige Barriereelement (11) derart angeordnet ist, dass das Barriereelement (11) unterseitig von dem Stauwasser (5) umströmbar ist, wobei das jeweilige Barriereelement (11) derart vor einer Separierungsbauwerkskrone (7) des Separierungsbauwerks (2) angeordnet ist, dass in Anströmrichtungssicht eine vertikale Erstreckung des Barriereelementes (11) mit einer stauwasserseitigen Seitenfläche des Separierungsbauwerks (2) überlappt und die vertikale Erstreckung die Separierungsbauwerkskrone (7) überragt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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