DIN 19700-13-2004 Dam plants - Part 13 Weirs《蓄水设备 第13部分 溢流堰》.pdf

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1、Juli 2004DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 93.160 B a 9560360www.din.deXDIN 19700-13Stau

2、anlagen Teil 13: StaustufenDam plants Part 13: WeirsBarrages Partie 13: BiefsAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f rDIN 1970013:198601www.beuth.deGesamtumfang 18 SeitenDIN 19700-13:2004-072InhaltSeiteVorwort 31 Anwendungsbereich. 32 Normative Verweisungen . 43 Klassi

3、fizierung der Staustufen 44 Bemessungshochwasserzuflsse 44.1 berschreitungswahrscheinlichkeiten . 44.2 Abflussvernderungen und Rckhaltevermgen 55 Wehre . 55.1 Gemeinsame Anforderungen an feste, bewegliche und kombinierte Wehre . 55.1.1 Allgemeines . 55.1.2 Bauteile der Wehre 55.1.3 Hydraulische Durc

4、hbildung . 55.1.4 Konstruktive Durchbildung 65.1.5 Berechnung der Tragsicherheit. 65.1.6 Abdichtungen und Anschlsse . 65.1.7 Sonstiges . 65.2 Zustzliche Anforderungen an feste Wehre. 75.3 Zustzliche Anforderungen an bewegliche Wehre 75.3.1 Allgemeines . 75.3.2 Wehrverschlsse 75.3.3 Antriebe 75.3.4 W

5、ehrsteuerung 75.4 Zustzliche Anforderungen an kombinierte Wehre. 86 Stauhaltungsdmme. 96.1 Allgemeines . 96.2 Hhenlage der Dammkrone . 96.3 Dammquerschnitt 96.4 Leitungen . 107 Binnenentwsserung 108 Sonstige Anlagen 109 Mess- und berwachungseinrichtungen 109.1 Gemeinsame Anforderungen an Messeinrich

6、tungen fr Betrieb und Sicherheit derAnlage 109.1.1 Allgemeines . 109.1.2 Planung 119.1.3 Messgerte. 119.1.4 Messung und Auswertung . 119.2 Zustzliche Anforderungen an Messeinrichtungen fr den Betrieb 119.3 Zustzliche Anforderungen an Messeinrichtungen fr die Sicherheit der Anlage 129.3.1 Sicherheit

7、der Bauwerke 129.3.2 Innere Betriebssicherheit. 129.3.3 uere Betriebssicherheit . 1210 Modernisierung von Wehren 1311 Betriebsvorschrift und Stauanlagenbuch 13Anhang A (informativ) Betriebsvorschrift 14Literaturhinweise 18DIN 19700-13:2004-073VorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss II 0 Stauanl

8、agen des Normenausschusses Wasserwesen (NAW)erarbeitet.Die DIN 19700 Stauanlagen besteht aus:Gbe Teil 10: Gemeinsame FestlegungenGbe Teil 11: TalsperrenGbe Teil 12: HochwasserrckhaltebeckenGbe Teil 13: StaustufenGbe Teil 14: PumpspeicherbeckenGbe Teil 15: SedimentationsbeckennderungenGegenber DIN 19

9、700-13:1986-01 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) die Norm wurde vollstndig berarbeitet;b) die vorliegende Norm wurde inhaltlich mit DIN 19700-10 und DIN 19700-11 abgestimmt.Frhere AusgabenDIN 19700-2: 1954-12, 1969-06DIN 19700-13: 1986-011 AnwendungsbereichDiese Norm gilt fr Wehre und Stauhal

10、tungsdmme in Verbindung mit DIN 19700-10 und DIN 19700-11 undlegt Grundstze fr ihre konstruktive Gestaltung sowie fr die Einhaltung ihrer baulichen und betrieblichenSicherheit fest.Staustufen heben den Wasserstand eines Gewssers stndig oder zeitweise an. Sie bestehen aus demWehr mit Stauhaltungsdmme

11、n und gegebenenfalls Kraftwerk und Schiffsschleuse und der Stauhaltung. Siesind meist Mehrzweckanlagen, z. B. zur Wasserkraftnutzung, fr die Versorgung mit Trink- und/oderBrauchwasser, fr die Bewsserung, zur Verbesserung der Schifffahrt, zum Schutz vor Sohlerosion sowie frdie Zwecke der Landeskultur

12、.ANMERKUNG Fr einzelne Anlagenteile von Staustufen, z. B. Schiffsschleusen, liegen zum Teil eigene Regelwerkevor.Als Stauhaltungsdamm wird in dieser Norm die Umschlieung des aufgestauten Flusses vom Wehr bis zurStauwurzel beim Bemessungshochwasserzufluss 1 (BHQ1 nach 4.1) ohne Seitengewsser auerhalb

13、 desDauerstaus bei Mittelwasserabfluss (MQ) verstanden. Rckstaudeiche sind nach DIN 19712 zu bemessen.Bei abflussabhngigen Stauzielen ist fr jeden Abfluss die Stauwurzel zu ermitteln; die am weitesten vomWehr entfernte Stauwurzel bildet das Ende der Umschlieung.Als Wehre gelten nicht Querbauwerke mi

14、t einer Fallhhe von weniger als 30 cm bei MQ. Ebenso zhlenAnlagen der Wildbachverbauung sowie wehrhnliche Entlastungsanlagen anderer Stauanlagen nicht alsWehre im Sinne dieser Norm.DIN 19700-13:2004-0742 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen

15、 aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sindnachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungendieser Publikationen nur zu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarb

16、eitung eingearbeitet sind. Beiundatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielichnderungen).DIN 1054, Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau.E DIN 4084:2002-11, Baugrund Gelndebruchberechnungen.DIN 19700-10:2004-07, Stauanlagen Teil 10: Gem

17、einsame Festlegungen.DIN 19700-11:2004-07, Stauanlagen Teil 11: Talsperren.DIN 19702, Standsicherheit von Massivbauwerken im Wasserbau.DIN 19704-1, Stahlwasserbauten Teil 1: Berechnungsgrundlagen.DIN 19704-2, Stahlwasserbauten Teil 2: Bauliche Durchbildung und Herstellung.DIN 19712, Flussdeiche.3 Kl

18、assifizierung der StaustufenDie Klassifizierung von Staustufen richtet sich nach der Fallhhe bei Mittelwasserabfluss (MQ) und istTabelle 1 zu entnehmen.Tabelle 1 KlassifizierungKlasse der StaustufeFallhhemI 5II 3 . 5III 3Klasse I ist bei schiffbaren Flssen oder bei Gefhrdung von Siedlungen infolge V

19、ersagens der Staustufeanzuwenden. Im Falle abflussabhngiger Stauziele ist die grte Fallhhe magebend.4 Bemessungshochwasserzuflsse4.1 berschreitungswahrscheinlichkeitenDie Bemessungshochwasserzuflsse sind durch hydrologische Untersuchungen und Berechnungen zubelegen und entsprechend den Sicherheitser

20、fordernissen festzulegen. Ihre jhrlichen berschreitungs-wahrscheinlichkeiten sind nach den in DIN 19700-10:2004-07, 6.3, angegebenen Grundstzen nachTabelle 2 anzusetzen.DIN 19700-13:2004-075Tabelle 2 Jhrliche berschreitungswahrscheinlichkeiten fr BHQ1und BHQ2Jhrliche berschreitungswahrscheinlichkeit

21、Klasse der StaustufeBHQ1BHQ2I10-2(T = 100 a) 10-3(T = 1 000 a)II 2Gb4 10-2(T = 50 a) 10-2(T = 100 a)III 5Gb4 10-2(T = 20 a) 2Gb4 10-2(T = 50 a)4.2 Abflussvernderungen und RckhaltevermgenFliet nicht das gesamte Bemessungshochwasser durch die Staustufe, sondern ein Teil auerhalb derStauhaltung ab, so

22、darf dies bei der Bemessung der Absperrbauwerke (Wehre und Stauhaltungsdmme)bercksichtigt werden. Dies gilt auch hinsichtlich des Hochwasserrckhaltevermgens von Talsperren undHochwasserrckhaltebecken, die oberhalb der Staustufe im Einzugsgebiet liegen, sofern sie mit der Staustufeein wasserwirtschaf

23、tliches System bilden und einer gemeinsamen Steuerung unterworfen sind. KnstlicheVernderungen der Hochwasserwelle durch oberhalb liegende Staustufen oder durch Wegfall von natrlichenRetentionsrumen und hnliches sind zu bercksichtigen.5 Wehre5.1 Gemeinsame Anforderungen an feste, bewegliche und kombi

24、nierte Wehre5.1.1 AllgemeinesDie Gestaltung eines Wehres richtet sich nach dessen Aufgaben sowie nach den Mglichkeiten derBaudurchfhrung. Bei der Gestaltung und Dimensionierung ist der statischen und dynamischenBeanspruchung Rechnung zu tragen.An schiffbaren Flssen sind Wehre so anzuordnen und zu ge

25、stalten, dass bei Wasserstnden bis zumHchsten Schiffbaren Wasserstand (HSW) vom Wehrbetrieb keine unzulssigen Strmungen und/oderWellen ausgehen, die die Schifffahrt behindern.5.1.2 Bauteile der WehreWehre bestehen in der Regel aus festen Staukrpern, Wehrverschlssen, Tosbecken, Wehrpfeilern,Wangenmau

26、ern, Uferanschlssen, ober- und unterwasserseitigen Flussbettsicherungen und baulichenManahmen gegen Um- und Unterlufigkeit.5.1.3 Hydraulische DurchbildungFr die Gestaltung von Wehren und zum Nachweis bzw. zur Verbesserung ihrer strmungstechnischenWirkungsweise empfiehlt sich ein Modellversuch bzw. e

27、in Gutachten einer wasserbaulichen Versuchsanstalt,insbesondere fr die Beurteilung der Energieumwandlung (hydraulische Wirksamkeit, Sicherheit gegenAbwandern der Deckwalze, Kolkentwicklung) und fr die detaillierte Gestaltung des Tosbeckens.Erkenntnisse aus den Modellversuchen sind in der Betriebsanl

28、eitung zu bercksichtigen.Neben den zum Stauziel gehrenden Betriebszustnden sind auch Zwischenzustnde zu prfen, die sichz. B. aus dem Bauablauf der Staustufe bzw. einer Teilstauerrichtung ergeben knnen.DIN 19700-13:2004-076Modellversuche ermglichen auch die Festlegung von Bauwerksformen, die Bestimmu

29、ng der dynamischenKrfte, der Abflussleistung der Verschlsse beweglicher Wehre und ihres Zusammenwirkens mit den festenWehrteilen sowie eine Beurteilung des Geschiebe- und Schwimmstoffdurchganges.5.1.4 Konstruktive DurchbildungDie Massivbauteile eines Wehres sind konstruktiv so zu gestalten, dass kei

30、ne unzulssigen Verformungen,Rissbildungen und Setzungen an Fugen auftreten. Dies gilt in besonderem Mae fr bewegliche Wehre, beidenen die statischen Systeme des Stahlwasserbaues und des Massivbaues sorgfltig aufeinanderabzustimmen sind.Bei der Planung und Ausfhrung sind besonders Bauwerksfugen und z

31、weckmiges Einteilen der Betonier-abschnitte zu beachten. Betone mit geringer Wrmeentwicklung und kleinem Schwindma sind von Vorteil.Die Wehrffnungen sind mglichst strmungsgnstig zu gestalten, wobei der Einfluss beweglicher Wehrteilezu bercksichtigen ist.Der Verklausung durch Schwimmstoffe ist konstr

32、uktiv und betrieblich vorzubeugen.Durch Feststofftransport oder Kavitation besonders beanspruchte Wehrteile mssen durch geeignete Ma-nahmen strmungstechnischer, betontechnologischer oder konstruktiver Art, z. B. Panzerung, geschtztwerden.Das Tosbecken ist so auszubilden, dass die hohe kinetische Ene

33、rgie des Wassers auf ein Ma reduziert wird,das fr das Gewsserbett unschdlich ist. Gefhrliche Rckwirkungen auf bewegliche Wehrteile mssenvermieden werden. In der Regel ist im Anschluss an das Tosbecken eine Kolksicherung erforderlich.5.1.5 Berechnung der TragsicherheitFr die Berechnung der Tragsicher

34、heit von Massivbauwerken gilt DIN 19702, fr StahlwasserbautenDIN 19704-1. Bei der Berechnung von massiven Absperrbauwerken kann es notwendig sein, ber DIN 19702hinaus die entsprechenden Festlegungen von DIN 19700-11 heranzuziehen und sinngem anzuwenden(siehe auch 1).5.1.6 Abdichtungen und AnschlsseD

35、ie Wehranlage ist nach Mglichkeit an den dichten Untergrund anzuschlieen.Ist der Anschluss an eine dichte Schicht des Untergrundes aus technischen Grnden nicht mglich oderwirtschaftlich nicht vertretbar, so sind besondere Manahmen erforderlich, um die Tragsicherheit des Wehressicherzustellen. Bei Uf

36、eranschlssen und Dmmen im Hinblick auf mgliche Um- und Unterlufigkeiten istsinngem zu verfahren.Der konstruktiven Gestaltung des Anschlusses von Massivbauwerken an Dmme bzw. Dichtungen kommtbesondere Bedeutung zu. Erosion und Suffosion in Erdkrpern sind zu verhindern. Die Festlegungen inDIN 19700-11

37、 sind zu bercksichtigen.5.1.7 SonstigesFr Wartungs- und berwachungsaufgaben sowie im Hinblick auf die Belange der Gewsseraufsicht mussdie Staustufe, insbesondere das Wehr, stets gut und sicher zugnglich sein.Konstruktive Manahmen zur Verbesserung der Gewsserbeschaffenheit durch Lufteintrag oderentsp

38、rechende Vorkehrungen sind zu prfen.Vor Gefahren, die aus dem Wehrbetrieb entstehen knnen, ist durch Hinweisschilder oder sonstige geeigneteManahmen zu warnen.DIN 19700-13:2004-0775.2 Zustzliche Anforderungen an feste WehreBei festen Wehren stellt sich der jeweilige Oberwasserspiegel nur abhngig vom

39、 Zufluss ein. Sie sindhydraulisch nach BHQ2zu bemessen. Die hydraulische Ausbildung der Anlage ist gegebenenfalls durchModellversuche zu besttigen.Eine Sonderstellung in der Gruppe der festen Wehre nehmen Heberwehre ein. Sie haben zwar imAllgemeinen keine beweglichen Verschlussteile, ermglichen aber

40、 trotzdem eine begrenzte Regelung desOberwasserspiegels. Ein zuverlssiges und, falls notwendig, gestaffeltes Anspringen muss gesichert sein.Belftungen an den Einlauflippen und bedienbare Scheitelbelftungen sind vorzusehen. Das Ableiten von Eisund Geschwemmsel ist bei Heberwehren besonders zu beachte

41、n.5.3 Zustzliche Anforderungen an bewegliche Wehre5.3.1 AllgemeinesBei beweglichen Wehren wird der Oberwasserspiegel durch die Wehrverschlsse gesteuert. Anzahl undDurchflussquerschnitt der Wehrffnungen sowie Art der Wehrverschlsse sind nach den rtlichen undhydraulischen Gegebenheiten sowie der Betri

42、ebssicherheit und Wirtschaftlichkeit festzulegen. DieAuswirkungen der Bemessungsabflsse auf Ober- und Unterlieger sind nachzuweisen.5.3.2 WehrverschlsseDurch geeignete Formgebung sind gefhrliche Schwingungen, Unterdrcke und Kavitation an den Wehr-verschlssen und am Bauwerk zu verhindern. Dies ist ge

43、gebenenfalls durch Modellversuche zu besttigen.Es sind bevorzugt Wehrverschlsse zu whlen, die sich mit geringer Antriebskraft oder durch denWasserdruck steuern bzw. bewegen lassen.Es ist sicherzustellen, dass die Wehrverschlsse feldweise geprft, instand gesetzt und erneuert werdenknnen.5.3.3 Antrieb

44、eAntriebe und Wehrverschlsse sind so aufeinander abzustimmen und zu bemessen, dass dieWehrverschlsse auch bei Ausfall der Hauptenergiequelle bedienbar bleiben und somit derDurchflussquerschnitt freigegeben werden kann. Eine zweite Energiequelle ist vorzuhalten oder muss inausreichend kurzer Zeit ber

45、eitgestellt werden knnen.Elektromechanische und lhydraulische Antriebe von Wehrverschlssen mssen zustzlich einenHandantrieb erhalten. Bei greren Wehrverschlssen sollte dieser Handantrieb auch ersatzweise durcheinen unabhngigen Hilfsmotors bedient werden knnen.Fr die Berechnung und die bauliche Durch

46、bildung der Wehrverschlsse und deren Antriebe geltenDIN 19704-1 und DIN 19704-2. Siehe auch 2.5.3.4 Wehrsteuerung5.3.4.1 AllgemeinesMan unterscheidet wasserstands- und abflussabhngige Regelungen oder deren Kombinationen. Beiferngesteuerten Anlagen ist zustzlich die Mglichkeit einer Vorortsteuerung v

47、orzusehen. Bei allenWehrsteuerungen ist sicherzustellen, dass das Stauziel eingehalten wird und festgelegte Toleranzen nichtberschritten werden.DIN 19700-13:2004-078Bei Wehren mit mehreren ffnungen sind die Wehrverschlsse derart zu steuern, dass alleDurchflussffnungen mglichst gleichmig beaufschlagt

48、 werden, so dass gnstige An- undAbstrmbedingungen erreicht werden und dass keine schdlichen Schwall- und Sunkerscheinungenauftreten. Dies gilt insbesondere fr Stauhaltungen an schiffbaren Flssen. Bei Wasserkraftanlagen muss beiLastabschaltungen der Turbinendurchfluss durch das Wehr bernommen werden.

49、 Schwall- undSunkerscheinungen sind in den Staurumen auszugleichen.5.3.4.2 Wehrsteuerung im Hochwasserbemessungsfall 1Wehre mit beweglichen Wehrverschlssen sind so zu bemessen, dass der BemessungshochwasserzuflussBHQ1durch das Wehr auch bei Ausfall eines Wehrfeldes ohne berschreitung des fr diesen Fallfestgelegten Wassers