Titelaufnahme

Titel
Gegenüberstellung des Aufbaus unterschiedlicher überströmbarer Dämme und deren spezifischen Bemessungsansätze / vorgelegt von: Adam Elhilu
Weitere Titel
Comparison of the compostion of various overflowable dams and their specific calculation methods
AutorInnenElhilu, Adam
GutachterSpitzenberger, Edmund
Erschienen2018
Umfangix, 135 Blatt
HochschulschriftWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2018
Datum der AbgabeJuni 2018
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Bemessung / Dammbruch / Dammerosion / Dammversagen / Deckwerk / Deckwerksarten / Hochwasserrückhaltebecken / Mastix-Schotter / Überströmung
Schlagwörter (EN)Design / Dam failure / Dam failure / Erosion oft he dam / Chemises / Types of chemises / Flood retention basin / Mastix-stone / overflow
Schlagwörter (GND)Hochwasserschutz / Überschwemmungsgefahr / Siedlung
URNurn:nbn:at:at-fhcw:1-5595 Persistent Identifier (URN)
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Gegenüberstellung des Aufbaus unterschiedlicher überströmbarer Dämme und deren spezifischen Bemessungsansätze [30.14 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Seit die Menschen in Siedlungen leben, haben sie in der Nähe von Bächen, Flüssen und Seen ihre Dörfer errichtet. Wasser ist Leben, es birgt aber auch viele Gefahren mit sich. Viele Gewässer sind durch ihre natürlichen Veranlagungen für teils schwere Überflutungen verantwortlich. Zur Vermeidung von Hochwässern wurden in besonderen Lagen zum Schutz der Siedlungen Dämme in verschiedenen Ausformungen errichtet. Für Dammprojekte sind grundsätzlich die Komponenten Wirtschaftlichkeit und akzeptierbares Restrisiko abzuwägen.

Falsch oder zu gering dimensionierte Dämme verfehlen ihren Schutzzweck bei Hochwasserereignissen völlig, eine Verschlimmerung der Gesamtsituation kann die Folge sein. Es führt zu unkontrolliertem Überströmen der Krone und es kommt im schlimmsten Fall zu einem Dammversagen. Daher ist es notwendig, standardisierte Bauformen stetig zu verbessern. Ziel ist es, die Wahrscheinlichkeit des Dammversagens bei Extremereignissen auf ein Minimum herabzusetzen.

Als Mittel für eine verbesserte Sicherheit gegenüber einem unkontrollierbaren Versagen werden seit einigen Jahren Dämme mit Überströmstrecken oder auch überströmbare Dämme gebaut. Bei dieser Bauart wird bei einem extremen Hochwasser die Sperre an einer vorher definierten Stelle überströmt. Die Gefahr des Versagens des Dammes wird durch ein spezielles Deckwerk minimiert. Die generelle Funktion und der Aufbau eines Hochwasserrückhaltebeckens werden als Basis zu Grunde gelegt. Die historische Entwicklung, die Funktion und die Systematik eines Dammes, sowie die Hauptbestandteile eines Hochwasserrückhaltebeckens werden erläutert.

Thematisiert werden die Problematik der Erosion beim Überströmen eines Dammes sowie die Funktion des Deckwerks. Im Zuge dieser Arbeit werden auch unterschiedliche Deckwerksarten beschrieben und miteinander, hinsichtlich der statischen Eigenschaften, nummerisch verglichen. Die hydraulische Einwirkung und die Versagensformen der einzelnen Deckwerksarten werden erläutert. Durch den Vergleich einzelner Bemessungsansätze wird ersichtlich, wo die Einsatzgrenzen jener Nachweismethoden zu sehen sind.

Mit der Berechnung von unterschiedlichen Deckwerksarten wird die Arbeit finalisiert und gezeigt, wie ein Deckwerk vordimensioniert werden kann. Mit einem Vergleich der tatsächlich errechneten Werte wird bewiesen, dass der Mastix-Schotter aus statischer Sicht den anderen Deckwerken weitaus überlegen ist.

Zusammenfassung (Englisch)

Since humankind lives together in colonies, villages were founded near rivers or lakes. Water is essential for life, but it harbours many risks. Numerous watercourses cause heavy floodings due to their natural behaviour. In special townsites, dams were built to protect the settlements form floodwaters.

A priority of every dam project needs to be the balance between its economic feasibility and the remaining risk of failure.

Construction failures or weak structures can lead to a catastrophic behaviour of the dam, when it comes to a flood event. An uncontrollable overflow of the fill crest will probably cause the miss of the whole structure. Therefore, it is essential to improve standardised dam designs. The general goal is to reduce the probability of a dam failure to a minimum.

To prevent an uncontrollable collapse of the dam and to reach a higher level of safety, overflow dams were built during the last years. This special layout/construction allows the overflow of the structure at a predefined part of the dam. A special design of the chemise on this cross-section minimises the risk of the collapse of the construction. For this, the general function and the setup of a flood basin are taken as a basis. The history, the function, the classification and the main constituents of a flood basin will be explained.

Furthermore, possible effects of an erosion that might be caused by an overflow of a dam, as well as the behaviour of different chemises will be addressed.

In the course of this thesis, these different chemise designs will be compared with regard to their static behaviour. The hydraulic exposure and their mode of failure are compared in detail for different layouts. The comparison of different dimensioning methods allows a conclusion in terms of their specific limits of use.

Finally, a numeric analysis of different chemises is presented, which illustrates how a pre-dimensioning can be made. The comparison of the calculated parameters shows that a mastic revetment has outstanding static properties compared to other chemises.

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