DIN 19700-11-2004 Dam plants - Part 11 Dams《蓄水设备 第11部分 水坝》.pdf

1、Juli 2004DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 19DIN 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 7 a 9560349www.din.deXDIN 19700-11Stau

2、anlagen Teil 11: TalsperrenDam plants Part 11: DamsOuvrages de prise d eau Partie 11: BarragesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f rDIN 1970011:198601;mit DIN 1970010:200407Ersatz f rDIN 1970010:198601www.beuth.deGesamtumfang 60 SeitenDIN 19700-11:2004-072InhaltSeit

3、eVorwort41 Anwendungsbereich.52 Normative Verweisungen .53 Klassifizierung.74 Hydrologie, Wasserwirtschaft, kologie 74.1 Bestimmungs- und Bemessungsgren74.2 Wasserhaushalt des Einzugsgebietes74.3 Bemessung von Talsperren hinsichtlich Hochwassersicherheit und -schutz.84.3.1 Hochwassersicherheit (Hoch

4、wasserbemessungsflle 1 und 2) 84.3.2 Hochwasserschutz (Hochwasserbemessungsfall 3) 104.4 Bemessung von Staurumen und Stauzielfestlegung104.5 Gewsserbeschaffenheit134.6 Vorsperren .144.7 kologische Gesichtspunkte.144.8 Wasserwirtschaftsplan .145 Untergrund.155.1 Allgemeines .155.2 Baugrund .155.2.1 B

5、augrund Boden .155.2.2 Baugrund Fels .155.3 Erkundungen .165.3.1 Allgemeines .165.3.2 Bereich des Absperrbauwerkes 165.3.3 Staubeckenbereich .186 Absperrbauwerke (Staudmme, Staumauern).186.1 Gemeinsame Festlegungen .186.1.1 Planung 186.1.2 Bauausfhrung196.1.3 Sanierungen und Umbauten 206.2 Staudmme2

6、06.2.1 Gestaltung206.2.2 Bauausfhrung276.3 Staumauern286.3.1 Gestaltung286.3.2 Bauausfhrung317 Sicherheitsnachweise.327.1 Gemeinsame Festlegungen fr Absperrbauwerke327.1.1 Zuverlssigkeitsanforderungen.327.1.2 Tragsicherheit327.1.3 Gebrauchstauglichkeit .357.1.4 Dauerhaftigkeit 357.1.5 Bestehende Abs

7、perrbauwerke 357.2 Staudmme357.2.1 Geltungsbereich357.2.2 Einwirkungen.357.2.3 Lastflle367.2.4 Tragwiderstnde .377.2.5 Bemessungssituationen.377.2.6 Tragsicherheit37DIN 19700-11:2004-073Seite7.2.7 Gebrauchstauglichkeit . 387.3 Staumauern . 397.3.1 Allgemeines. 397.3.2 Einwirkungen 397.3.3 Lastflle .

8、 407.3.4 Tragwiderstnde . 407.3.5 Bemessungssituationen 407.3.6 Tragsicherheit . 407.3.7 Gebrauchstauglichkeit . 427.4 Einzelbauteile und -bauwerke . 427.5 Staubecken 428 Betriebseinrichtungen 438.1 Allgemeines. 438.2 Hochwasserentlastungsanlagen. 438.3 Entnahmeanlagen. 448.3.1 Gemeinsame Festlegung

9、en . 448.3.2 Grundablsse 458.3.3 Betriebsauslsse 468.4 Energieumwandlungsanlagen. 468.5 Kombinierte Betriebseinrichtungen 468.6 Messeinrichtungen fr Wasserstnde und Durchflsse 468.7 Elektrische Anlagen 478.7.1 Gemeinsame Festlegungen . 478.7.2 Stromversorgung 478.7.3 Mess-, Steuer- und Regelanlagen

10、. 478.7.4 Fernwirk- und Fernmeldeanlagen . 479 Betrieb 489.1 Wasserwirtschaftlicher Betrieb. 489.1.1 Aufgaben und Grundlagen 489.1.2 Wassermengenbewirtschaftung . 499.1.3 Wassergtebewirtschaftung 509.2 Anlagenbetrieb 529.2.1 Aufgaben . 529.2.2 Wesentliche Grundlagen, Vorschriften und Anweisungen 529

11、.2.3 Betriebspersonal. 5210 berwachung 5310.1 Allgemeines. 5310.2 Bauwerksberwachung . 5310.3 Betriebsberwachung 5510.4 Sicherheitsbericht. 5511 Talsperrenbuch. 5611.1 Allgemeines. 5611.2 Inhalt des Talsperrenbuches . 5611.2.1 Allgemeine Angaben 5611.2.2 Genehmigungsdokumente 5611.2.3 Beschreibung d

12、er Gesamtanlage 5611.2.4 Beschreibung der Einzelbauwerke und Anlagenteile. 5611.2.5 Unterlagen zum Betrieb . 5711.2.6 Unterlagen der berwachung 5711.2.7 Zeichnerische Darstellungen. 58Literaturhinweise . 59DIN 19700-11:2004-074VorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NAW II 0 Stauanlagen des Nor

13、menausschusses 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 19700-11:1986-

14、01 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) die Norm wurde vollstndig berarbeitet;b) die Norm wurde inhaltlich mit DIN 19700-10 abgestimmt. Bisher in DIN 19700-10 beschriebene Anforderungenan Planung, Bau und Sicherheitsnachweise bei Staudmmen wurden berarbeitet und in DIN 19700-11aufgenommen;c) Ein

15、fhrung weiterentwickelter Konzepte zur Bemessung von Talsperren gegenber Hochwasser undErdbeben;d) Ergnzung um Aussagen zum wasserwirtschaftlichen Betrieb und zur Betriebsberwachung;e) Einfhrung einer Klassifizierung der Talsperren, die eine Differenzierung der an Talsperren zu stellendenAnforderung

16、en zulsst;f) Bercksichtigung der international und national in Grundnormen des Bauwesens entwickelten Grundstze undBegriffsbestimmungen fr die Zuverlssigkeitsnachweise von Tragwerken im Zuverlssigkeitskonzept frTalsperren.Frhere AusgabenDIN 19700-1: 1953-02, 1965-12DIN 19700-10: 1986-01DIN 19700-11:

17、 1986-01DIN 19700-11:2004-0751 AnwendungsbereichDiese Norm gilt zusammen mit DIN 19700-10 fr Planung, Bau, Betrieb und berwachung von Talsperren.Bei Anwendung dieser Norm auf bestehende Talsperren sind die an der jeweiligen Talsperre bereits vorliegendenErkenntnisse und Erfahrungen auf angemessene W

18、eise zu bercksichtigen.Talsperren sind Stauanlagen, die ber den Querschnitt des gestauten Wasserlaufes hinaus den Talquerschnittabriegeln (siehe DIN 4048-1). Sie bestehen in der Regel aus Absperrbauwerk, Betriebseinrichtungen und Speicher-becken (Hauptsperre) sowie gegebenenfalls zustzlichen Vorsper

19、ren. Zu den Talsperren gehren auch alle fr ihreFunktionsfhigkeit notwendigen Nebenanlagen, wie Umleitungsstollen, Beileitungen, Geschiebesperren, entferntereVorbecken und Messstellen sowie Betriebsgebude.Talsperren bewirken durch Speicherung des zuflieenden Wassers einen Ausgleich des natrlichenWass

20、erdargebotes in den gestauten Fliegewssern.Diese Norm wird fr sonstige Stauanlagen, die dieser Norm nicht unmittelbar zugeordnet werden knnen undhnliche Aufgaben wie Talsperren erfllen, ebenfalls zur Anwendung empfohlen.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweis

21、ungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diesenormativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehendaufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungen dieser Publikationennur zu dieser Norm, falls sie durch n

22、derung oder berarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungengilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielich nderungen).DIN 1045-1, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton Teil 1: Bemessung und Ausfhrung.DIN 1045-2, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Sp

23、annbeton Teil 2: Beton, Festlegung, Eigenschaften,Herstellung und Konformitt; Deutsche Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1.DIN 1053-1, Mauerwerk Teil 1: Berechnung und Ausfhrung.DIN 1054, Baugrund Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau.DIN 1055-1, Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1: Wichten und Flche

24、nlasten von Baustoffen, Bauteilen undLagerstoffen.DIN 1055-2, Lastannahmen fr Bauten Teil 2: Bodenkenngren, Wichte, Reibungswinkel, Kohsion,Wandreibungswinkel.DIN 1055-4, Einwirkungen auf Tragwerke Teil 4: Windlasten.DIN 1055-5, Einwirkungen auf Tragwerke Teil 5: Schnee- und Eislasten.DIN 1055-100,

25、Einwirkungen auf Tragwerke Teil 100: Grundlagen der Tragwerksplanung, Sicherheitskonzeptund Bemessungsregeln.DIN 4020, Geotechnische Untersuchungen fr bautechnische Zwecke.DIN 4022-1, Baugrund und Grundwasser Teil 1: Benennen und Beschreiben von Boden und Fels;Schichtenverzeichnis fr Bohrungen ohne

26、durchgehende Gewinnung von gekernten Proben im Boden und Fels.DIN 4048-1, Wasserbau Begriffe Teil 1: Stauanlagen.DIN 19700-11:2004-076DIN V 4084-100, Baugrund Teil 100: Bschungs- und Gelndebruchberechnungen Berechnung nach demKonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten.DIN 4126, Ortbeton Schlitzwnde, Konst

27、ruktion und Ausfhrung.DIN 7865, Elastomer-Fugenbnder zur Abdichtung von Fugen in Beton Technische Lieferbedingungen.E DIN 16738, Kunststoffdichtungsbahnen aus Polyethylen hoher Dichte.E DIN 18197, Abdichten von Fugen im Beton mit Fugenbndern.DIN 18541-1, Fugenbnder aus thermoplastischen Kunststoffen

28、 zur Abdichtung von Fugen in Ortbeton Teil 1:Begriffe, Formen, Mae.DIN 18541-2, Fugenbnder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von Fugen in Ortbeton Teil 2:Anforderungen, Prfung, berwachung.E DIN 18710-1, Ingenieurvermessung Teil 1: Allgemeine Anforderungen.E DIN 18710-4, Ingenieurverm

29、essung Teil 4: berwachung.DIN 19700-10:2004-07, Stauanlagen Teil 10: Gemeinsame Festlegungen.DIN 19700-12:2004-07, Stauanlagen Teil 12: Hochwasserrckhaltebecken.DIN 19700-14:2004-07, Stauanlagen Teil 14: Pumpspeicherbecken.DIN 19702, Standsicherheit von Massivbauwerken im Wasserbau.DIN 19704-1, Stah

30、lwasserbauten Teil 1: Berechnungsgrundlagen.DIN 19704-2, Stahlwasserbauten Teil 2: Bauliche Durchbildung und Herstellung.DIN 19704-3, Stahlwasserbauten Teil 3: Elektrische Ausrstung.DIN 19752, Wasserkraftanlagen Regeln fr Planung und Betrieb.DIN VDE 0100 (VDE 0100), Bestimmungen fr das Errichten von

31、 Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis1 000 Volt.DIN V ENV 1997-1, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik Teil 1: AllgemeineRegeln; Deutsche Fassung ENV 1997-1:1994.DIN EN 60204-1 (VDE 0113 Teil 1), Sicherheit von Maschinen Elektrische Ausrstung von Maschinen Teil 1:Allge

32、meine Anforderungen (IEC 60204-1:1997 + Corrigendum 1998); Deutsche Fassung EN 60204-1:1997.DIN EN 60439-1 (VDE 0660 Teil 500), Niederspannungs-Schaltgertekombinationen Teil 1: Typgeprfte undpartiell typgeprfte Kombinationen (IEC 60439-1:1992 + Corrigendum 1993); Deutsche Fassung EN 60439-1:1994.DIN

33、 ISO 8930, Allgemeine Grundstze fr die Zuverlssigkeit von Tragwerken Verzeichnis der gleich-bedeutenden Begriffe; Identisch mit ISO 8930:1987.DIN 19700-11:2004-0773 KlassifizierungDie Einteilung der Talsperren erfolgt in zwei Klassen. Die Klassenzuordnung trgt der Gesamtbedeutung und demGefhrdungspo

34、tenzial der jeweiligen Talsperre Rechnung. Einzelfallprfungen bilden dafr die Grundlage.Fr die Klasseneinteilung gelten die nachfolgenden geometrischen Grenangaben als Orientierungswerte.Die Talsperrenklasse 1 umfasst groe Talsperren. Sie sind im Allgemeinen gekennzeichnet durch:Gbe Hhe des Absperrb

35、auwerkes vom tiefsten Punkt der Grndungssohle des Absperrbauwerkes bis zur Kronegrer als 15 m oderGbe Gesamtstauraum des Speicherbeckens grer als 1 000 000 m3.Die Talsperrenklasse 2 umfasst mittlere und kleine Talsperren, die die Voraussetzungen fr die Zuordnung zurTalsperrenklasse 1 nicht erfllen.J

36、e nach Gefhrdungspotenzial und Bedeutung knnen Talsperren auch unabhngig von den vorgenanntengeometrischen Grenangaben den Talsperrenklassen 1 oder 2 zugeordnet werden.Ungeachtet der Klassenzuordnung knnen ber die klassifizierungsabhngigen Regelungen in der vorliegendenNorm hinaus aus wirtschaftlich

37、en oder funktionellen Erwgungen weitere Differenzierungen zugelassen werden.Diese Differenzierungen drfen die Tragsicherheit und die Gebrauchstauglichkeit der Talsperre nicht negativbeeinflussen.4 Hydrologie, Wasserwirtschaft, kologie4.1 Bestimmungs- und BemessungsgrenDie Bemessung des Absperrbauwer

38、kes und der Betriebseinrichtungen wird von den in DIN 19700-10:2004-07, 5.2und 5.3, aufgefhrten hydrologischen Planungsdaten beeinflusst. Die erforderliche Datengrundlage fr die Planungund den Betrieb von Talsperren basiert auf der physikalischen, chemischen, biologischen und gegebenenfallshygienisc

39、hen Beschaffenheit des Wassers der Zulufe, innerhalb des Stauraumes und im Fliegewsser unterhalbder Talsperre, soweit sie fr den Betrieb und die berwachung der Talsperre am jeweiligen Standort relevant ist.Aus den hydrologischen Bestimmungsgren sind Bemessungsgren fr die bauliche, hydraulische und w

40、asser-wirtschaftliche Bemessung der Talsperre abzuleiten. Insbesondere bilden die resultierenden Bemessungsgrendie Grundlagen fr die hochwasserbezogenen Nachweise, fr die Bemessung der Betriebseinrichtungen und fr dieSpeicherraumbemessung sowie fr die Sicherung der kologischen Funktion des Gewssers.

41、4.2 Wasserhaushalt des EinzugsgebietesDie Kenntnis des langjhrigen Wasserhaushaltes des Einzugsgebietes einer Talsperre ist die Voraussetzung fr diewasserwirtschaftliche Betriebsplanung. Eine Beschrnkung auf den Abfluss, z. B. in Form von an Pegeln gemesse-nen oder stochastisch generierten Zeitreihe

42、n, ist fr bestimmte Gesichtspunkte der Bemessung undBetriebsplanung mglich. Zur Bercksichtigung von Vernderungen der Land- und Wassernutzungen imEinzugsgebiet und zur Unterscheidung zwischen klimatischen und anthropogenen Einflussfaktoren und derentsprechenden Auswirkungen auf die Wassermengen- und

43、Wassergteverhltnisse einer Talsperre ist diemathematische Beschreibung der quantitativen Zusammenhnge zwischen Niederschlag, Verdunstung und Abflussanhand hydrologischer Modelle erforderlich.Der Verbund mehrerer Talsperren erfordert eine gesamtheitliche Bewirtschaftung innerhalb des oder der zu-gehr

44、igen Einzugsgebiete. Die Verbundwirkungen sind im Rahmen der bergeordneten flussgebietsbezogenenFachplanungen zu bercksichtigen.DIN 19700-11:2004-0784.3 Bemessung von Talsperren hinsichtlich Hochwassersicherheit und -schutz4.3.1 Hochwassersicherheit (Hochwasserbemessungsflle 1 und 2)Fr die Nachweise

45、 der Hochwassersicherheit einer Talsperre werden extreme Hochwasserganglinien bentigt. Diestatistische Charakterisierung erfolgt durch die jhrlichen berschreitungswahrscheinlichkeiten ihrer Scheitelwerte1).Bei Auerachtlassung von Retentionswirkungen im Staubecken gengen allein extreme Hochwassersche

46、itelwerte.Bei Bercksichtigung der Retention durch Hochwasserrckhalterume sind die Auswirkungen vonHochwasserereignissen auch mit kleineren Scheitelwerten, aber mit einer Ganglinienform, die unterBercksichtigung der anlagenspezifischen Retentionsbedingungen eine Stauinhaltsmaximierung bewirkt, zu prf

47、en.Muss mit mehrgipfligen Hochwasserwellen gerechnet werden, ist dies bei der Ermittlung der Bemessungs-hochwasserabflsse gebhrend zu bercksichtigen. Die Verfahren zur Ermittlung der bentigten Hochwasser-kenngren sind im Rahmen der Vorgaben in DIN 19700-10:2004-07, 5.3, freigestellt.Die Nachweise de

48、r Hochwassersicherheit sind nach DIN 19700-10:2004-07, 6.3.2, fr zwei Hochwasserbemes-sungsflle zu fhren.Der Hochwasserbemessungsfall 1 gilt fr die Bemessung der Hochwasserentlastungsanlage und steht fr derenberlastungssicherheit. Der Hochwasserbemessungsfall 1 darf zu keinerlei Beeintrchtigungen de

49、r Tragsicherheit,der Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit (siehe auch Abschnitt 7) der Talsperre fhren.Der Hochwasserbemessungsfall 2 dient dem Nachweis der Anlagensicherheit bei Extremhochwasser und charak-terisiert die berflutungssicherheit des Absperrbauwerkes der Talsperre. Beim Hochwasserbemessungsfal