Grundzüge der Talsperren-Wasserwirtschaft

Aktuelle Wasserabgabe aus dem Talsperrensystem bei Twitter@HydrometrieWVER

Geschichte und Allgemeines

In den vergangenen mehr als 100 Jahren ist in der  Nordeifel ein vernetztes Talsperrensystem entwickelt worden, wie kein zweites im Lande.

Die Entstehung ist im Prinzip den Umständen geschuldet, dass einerseits die Bäche und Flüsse des Eifel-Rur-Gebietes äußerst ungleichförmige Wassermengen befördern und andererseits die Gesellschaft auf ein eher gleichförmiges, gesichertes Wasserpotenzial in vielfältiger Weise angewiesen ist. Die natürliche, ungleichförmige Wasserführung hat im Wesentlichen ihren Ursprung in der Tatsache, dass über dem massiven Deckgebirge der Eifel nur wenig mächtige Erdschichten und Verwitterungsmaterialien anzutreffen sind, weshalb das Wasseraufnahmevermögen vergleichsweise gering ausfällt. Die hinzukommend oft ungleichmäßige Beregnung des Einzugsgebietes im zeitlichen Verlauf führt noch zu einer Verstärkung der Variabilität im natürlichen Wasserdargebot des Nordeifelraumes. Deshalb waren die Gesellschaft und die Flussanlieger vielfach von schadbringenden Hochwässern betroffen oder litten unter Monate langem Wassermangel, was jeweils existenzbedrohende Ausmaße annehmen konnte.

Auf Grund dieser Zusammenhänge wurde vor mehr als 100 Jahren mit dem hiesigen Talsperrenbau begonnen, da man Möglichkeiten erkannt hatte, um mittels großer Wasserspeicher den Wasserabfluss Ziel führend zu vergleichmäßigen; gleichzeitig entwickelten sich die Methoden der Bautechnik zur Herstellung solcher Talsperren enorm weiter, so dass beispielsweise die Urfttalsperre zum Zeitpunkt ihrer Fertigstellung 1905 als die größte Talsperre des gesamten Kontinents galt und diese enormen Entwicklungen geradezu einen Talsperren-Bauboom auslösten.

Der Stau von Bach- oder Flusswasser und die Möglichkeit der Vergleichmäßigung der so genannten "Fließenden Welle" führten in der Nordeifel - Schritt für Schritt zwar - zu dem erwarteten Erfolg, womit ein ganzes Bündel von damit verfolgten Nutzungen befriedigt werden konnte:

• Hochwasserschutz
• Niedrigwasseraufhöhung
• Bereitstellung von Rohwasser für die öffentliche Trinkwasserversorgung
• Wasserversorgung für die Industrie und für landwirtschaftliche Bewässerung.

Parallel dazu sind Nebennutzungen zu benennen wie z. B. die Gewinnung von elektrischer Energie aus dem Wasserkraftpotenzial, der Wassersport und der regionale Tourismus im Allgemeinen sowie auch die Bedienung gewässerökologischer Belange.

Nach einem Entwicklungszeitraum von rund 80 Jahren ist der Talsperrenbau, der heute ein maximales Stauvolumen von zusammen rund 300 Mio. m³ ausmacht,  in unserer Region zu einem gewissen Abschluss gekommen, da die an die Anlagen gestellten Nutzungs- und Schutzansprüche sehr weitgehend erfüllt werden können und sich ein weiterer Ausbau als nicht wirtschaftlich darstellt.   

Die Wasserwirtschaft des Nordeifel-Talsperrensystems, Möglichkeiten und Wirkungen

Meist ist sich der Laie nicht bewusst, wie unterschiedlich sich Abflüsse in den Bächen und Flüssen von Natur aus verhalten können. In naturbelassenen Bächen kann die Wasserführung durchaus gegen Null gehen, was beispielsweise am Weißen Wehebach im Herbst 2003 der Fall war.

Dieser Bach führte demgegenüber an gleicher Stelle nach einem extremen Platzregenereignis im Mai 2007 ein Hochwasser mit mehr als 18 m³ je Sekunde, welches ohne das Vorhandensein der Wehebachtalsperre im Unterlauf zu katastrophalen Überschwemmungsschäden geführt hätte.

Der WVER ist in der komfortablen Lage, die historischen, täglichen (!) Abflüsse aller wesentlichen Talsperrengewässer aus den vergangenen mehr als 110 Jahren archiviert bzw. verfügbar zu haben. Mit diesem Datenfundus war und ist es möglich, nicht nur die Wirkungen der Talsperren auf die Wasserführung zu berechnen, sondern auch die Regeln zu entwickeln und zu optimieren, nach denen die einzelnen Elemente des Systems wasserwirtschaftlich gesteuert werden, um die oft auch konkurrierenden Nutzungen und die avisierten Schutzfunktionen ausgewogen und optimal zu bedienen. Während also beispielsweise ein maximaler Hochwasserschutz eine wenig angestaute Talsperre voraussetzen würde, verlangt die Gemeinschaft der Wassernutzer einen möglichst hoch angefüllten Speicher zur Überbrückung mehrjähriger Trockenzeiten. Um diesen Ansprüchen gerecht werden zu können, bedarf es der Anwendung numerischer Modelle, mit Hilfe derer im Prinzip beliebig viele Varianten der Talsperrensteuerung 'durchgespielt' werden können, um iterativ das erreichbare Optimum daraus zu selektieren. Als unumstößliche Randbedingungen hat man im Falle des Nordeifel-Talsperrensystems festgelegt, dass ein Überlauf oder eine Totalentleerung der Rurtalsperre Schwammenauel - als dem zentralen Speicherelement des Systems - statistisch seltener als einmal in 100 Jahren auftreten darf. Bei der darauf abzielenden Regelfindung wurde bereits früh erkannt, dass die hohe Variabilität der Talsperrenzuflüsse in Verbindung mit den verfügbaren Stauräumen zu zwei weiteren unumstößlichen Randbedingungen führen mussten, nämlich dass einerseits geringere Obergrenze als 60 m³/s für die Hochwasserabgaben aus dem Talsperrensystem nicht auskömmlich sind und dass andererseits an einer Mindestabgabe von 5 m³/s aus diversen Gründen nicht vorbei zu kommen ist.

Wollte man demnach auch nur eine der vorgenannten Randbedingungen verlassen, würden sogleich bedeutend größere Stauräume erforderlich, die jedoch nicht wirtschaftlich verfügbar gemacht werden können.

Das Regelwerk zur Steuerung der Talsperren und des Talsperrensystems muss sich zudem grundsätzlich dem hohen Anspruch stellen, quasi universal funktionstüchtig zu sein und zwar in die Zukunft gerichtet universal, denn es muss beispielsweise heute die richtige Steuerentscheidung getroffen werden, obschon niemand weiß, ob demnächst eine extreme Trockenperiode folgt oder vielleicht eine Serie von Hochwasserereignissen auf das System einwirken wird. Dieses universale Funktionieren auf Basis des Regelwerks ist deswegen von besonderer Bedeutung, da es sich bei unseren Talsperren um Speicher handelt, deren Vorräteperspektiven z. T. deutlich mehr als nur von einem Jahr Dauer sind (weil es auch mehrjährige Trockenphasen gibt) und dazu aber keine entsprechenden Witterungs-Vorhersagen verfügbar sind.

Extrem vereinfachend könnte es deshalb sinnvoll und begründet sein, für die Talsperren etwa deren jeweils halbes Speichervolumen als Zielstauwert zu definieren; allerdings sind sodann die Vorräte mit Sicherheit zu gering, um mehrmonatige bzw. mehrjährige Trockenphasen zu überstehen. Insofern stellen also die entwickelten und optimierten Betriebsregeln grundsätzlich einen Kompromiss zwischen den Talsperrenbelastungen aus dem äußerst variablen Zuflussspektrum und den verfolgten Nutz- und Schutzfunktionen dar. Folglich sind auch zeitweise niedrige Stauinhalte in Trockenzeiten ebenso wenig als Bewirtschaftungsmangel aufzufassen wie die seltenen Hochwasserabgaben aus dem Talsperrensystem, die erst in Verbindung mit den nicht steuerbaren Hochwasserabflüssen aus den übrigen Vorflutern manchmal im Unterlauf der Rur nicht völlig schadfrei ablaufen. Immerhin wird nur weniger als ein Drittel des Rur-Einzugsgebietes von den Talsperren und mit deren Wasserwirtschaft erfasst, weshalb die Unterlaufbedingungen nur in begrenztem Umfang beeinflussbar bleiben. Dennoch werden die Hochwasserabflüsse im Unterlauf der Rur im Zeitraum der natürlich ablaufenden Hochwasserspitzen in der Regel und nachweisbar um deutlich mehr als 50 % durch die Talsperren-Einwirkung reduziert und die flussnahen Anlieger somit vor deutlich größerer Bedrohung bewahrt.

Talsperrenleitsystem

Die Hydrologie und Wasserwirtschaft aller Talsperren wird messtechnisch mit Hilfe eines vernetzten Leitsystems überwacht, womit das verantwortliche Personal jederzeit in der Lage ist, die maßgeblichen Belastungen, Zustände und Entwicklungen einzusehen und ggf. darauf zu reagieren. Es werden demnach unter vielen anderen Messwerte für Sickerwasser, Stromerzeugung, Niederschlag, Bauwerksbewegungen, Porenwasserdruck, Luft-, Wasser- und Baustofftemperaturen usw. erfasst, kontrolliert und verwaltet, auch um größtmögliche Sicherheiten der Bauwerke selbst zu gewährleisten. Eine Vielzahl von relevanten Messwerten wird zudem laufend im Internet präsentiert, wobei diese zugunsten der höheren Aktualität stets als ungeprüfte bzw. unvalidierte Daten aufzufassen sind. Die begleitende Datenarchivierung steigert und bewahrt zudem den Erfahrungsschatz, so dass bis zu einem gewissen Grad in die Zukunft gerichtete, statistische Aussagen auch über Sicherheitsreserven bzw. Sicherheitsrisiken möglich sind.

Mitglieder, Finanzierung

Das Talsperrensystem finanziert sich im Übrigen aus den Mitgliedsbeiträgen, die die jeweiligen Vorteilhabenden im Größenverhältnis ihrer Vorteile (Wasserrechtevolumen) als Umlagebeitrag aufzubringen haben. Hierbei wird grob in drei Beitragsgruppen unterschieden:

• Die Gebietskörperschaften (Kreise und kreisfreie Städte) auf Grund des gebotenen Hochwasserschutzes und der Vergleichmäßigung der fließenden Welle
• Sämtliche Nutzer, die sich auf der Basis behördlich genehmigter Wasserrechte bestimmter Anteile des Talsperrenwassers bedienen
• Unternehmen der öffentlichen Trinkwasserversorgung wegen der Entnahme von Rohwasser

Nebennutzungen wie Wassersport, Rurseeschifffahrt sowie Verpachtungen reduzieren in einem gewissen Rahmen das durch die begünstigten Mitglieder aufzubringende, jährliche Talsperrenbudget.

In Anbetracht der komplexen Bauwerke und Anlagen, der erforderlichen sicheren Beherrschung des damit verbundenen Risikopotenzials sowie der angestrebten Erhaltung und Verbesserung ihrer Funktionstüchtigkeit bedarf es der entsprechenden personellen und finanziellen Ressourcen. Dafür verbürgt sich der WVER - mit Sicherheit!

Details zu den einzelnen Talsperren sowie zu den sonstigen Verbandsaufgaben und der Verwaltungsstruktur etc. finden Sie unter den zugehörigen Themenseiten.