Modellprojekt für Fischfauna realisiert - Thermorüssel sorgt für optimale Temperatur

23.10.2015

Mit einer Länge von 40,02 km ist die Dhünn der längste Nebenfluss der Wupper; die zwischen 1975 und 1985 erbaute Große Dhünn-Talsperre ist die größte Trinkwassertalsperre im Westen Deutschlands.

Als Reservoir mit 80 Mio. m3 Fassungsvermögen, in dem Wasser aus den Zuflüssen Große Dhünn und Kleine Dhünn gestaut wird, stellt die Große Dhünn-Talsperre einerseits die Versorgung der grundwasserarmen bergischen Städte Wuppertal, Remscheid und Solingen mit Trinkwasser sicher. Darüber hinaus ist die Talsperre in die Notfallversorgung der Landeshauptstadt Düsseldorf eingebunden; auch mit Blick auf die Vermeidung von Hochwasserfolgen in der Region ist die Talsperre mit einem Einzugsgebiet von 60 km2 von Bedeutung. Im Jahr 2014 führte der Betreiber, der Wupperverband, mehrere Bauprojekte am und im Rohwasserentnahmeturm der Große Dhünn-Talsperre durch.

Eine neue Wasserkraftanlage wurde errichtet, außerdem wurde ein sogenannter Thermorüssel installiert, um die Lebensbedingungen für die Flora und Fauna unterhalb der Talsperre zu verbessern. Das Gesamtvolumen aller Maßnahmen liegt bei ca. 1,5 Mio. Euro. Das knapp 90.000 Euro teure Modellprojekt Thermorüssel wird zu 100 % vom Europäischen Fischereifonds (EEF) gefördert; die Finanzierung übernehmen die EU und das Land NRW zu gleichen Teilen. Mit der Ausführung der Montagearbeiten beauftragt wurde die Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH, aus Coswig bei Dresden.

Zu kalt für Fische

Der 66 m hohe, vom Ufer aus über eine 140 m lange Brücke erreichbare Entnahmeturm der Große Dhünn-Talsperre verfügt über zwei voneinander unabhängige Entnahmeleitungen, die Rohwasser aufnehmen und dieses zur Aufbereitung an zwei angeschlossene Wasserwerke weiterleiten. Aus zwei Grundablässen an der tiefsten Stelle des Turmes fließt außerdem Wasser aus dem Becken der Talsperre in den 25 km langen Unterlauf der Dhünn.

Das in der Vergangenheit eingeleitete Wasser war nicht nur klar und nachweislich sauber, sondern mit einer Temperatur von gerade einmal 6 °C außerdem ziemlich kalt – zu kalt, als dass sich die Fischfauna in der Dhünn so artenreich und gut hätte entwickeln können, wie das angesichts der guten Wasserqualität denkbar wäre.

Die niedrige Temperatur des ganzjährig eingeleiteten Tiefenwassers hemmt Stoffwechsel und Wachstum der Tiere; selbst der gegen Kälte vergleichsweise unempfindliche Bachforellenbestand stagnierte: Zwar laichen die Fische im eisigen Wasser, aber der Nachwuchs entwickelt sich nicht zügig genug und ist deshalb eine leichte Beute für Raubvögel. Um den Lebensraum für Fauna und Flora zu verbessern, soll der Temperaturverlauf der Dhünn in Zukunft möglichst naturnah gestaltet werden.

Die Auswertung langjähriger Temperaturprofile ergab, dass nur eine variable Entnahmemöglichkeit sinnvoll ist, mittels welcher – unabhängig vom Füllstand der Talsperre – Wasser entnommen werden kann, dessen Temperatur der jeweiligen Jahreszeit entspricht. Die Lösung: der sogenannte Thermorüssel, ein mit einer Temperatursonde ausgestatteter Schwenkarm von 9 m Länge und 70 cm Durchmesser, der mit einem Drehgelenk außen am Entnahmeturm installiert wird und einen Aktionsradius von 14 m hat.

Wärme für die Fauna, Energie für 300 Haushalte

In einer Höhe von etwa 37 m über der Sohle der Talsperre installiert, kann der Thermorüssel auf unterschiedliche Wasserschichten zugreifen. So ist dafür gesorgt, dass statt des kalten Tiefenwassers Wasser aus wärmeren Schichten in die Dhünn gelangt. Das Wasser strömt zunächst durch eine Entnahmeleitung und wird dann durch den aus Bauteilen DN 1500 erstellten Grundablass am Fuß des 66 m hohen Staudamms in die Dhünn eingeleitet.

Sinnvoller Nebeneffekt: Bevor das optimal temperierte Wasser an die Dhünn abgegeben wird, wird das energetische Potenzial des Wassers – die Fallhöhe liegt zwischen 35 und 45 Metern – für den Betrieb eines neu errichteten Wasserkraftwerks genutzt. Zwei im Turminneren am Punkt des höchsten Wasserdrucks installierte, mit 610 U/min drehende Durchström-Turbinen wandeln 400 l Wasser pro Sekunde in eine elektrische Anschlussleistung von jeweils 140 kW um – regenerativ erzeugte Energie, die ausreicht, um den jährlichen Strombedarf von knapp 300 Vier-Personen-Haushalten zu decken.

Arbeiten auf beengtem Raum

Mit dem Einbau und Anschluss der Turbinen sowie der Installation des Thermorüssels beauftragt wurde die Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH aus Coswig bei Dresden, die sich immer wieder einen Namen für die reibungslose und termingerechte Ausführung anspruchsvoller Aufgaben gemacht hat. Die Qualifikation des Unternehmens, das bereits seit 1998 rbv-Mitglied ist, kommt in einer Reihe von Zertifikaten zum Ausdruck.

Die Rohrleitungs- und Anlagenbauprofis erfüllen die Qualifikationskriterien der Arbeitsblätter GW 301: G2 ge, st, pe/W1 ge, st, az, ku, pe/BMS und GW 302 R 2 des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW), sind Zertifizierter Schweißbetrieb gemäß GSI/SLV sowie Fachbetrieb nach WHG TÜV Nord und sind außerdem mit dem Zertifikat PQ VOB ausgezeichnet.

Sowohl die Montage der Turbinen als auch die Anbringung des Thermorüssels stellte die Leitungsbauer aus Coswig vor Herausforderungen, die nicht alltäglich waren. Vor der Montage der Bauteile für den Grundablass mussten die Rohre DN 1500 zunächst in Coswig fertiggestellt und beschichtet werden, für die Bohrarbeiten am Turm musste außen am Turm zunächst ein spezieller Schutzkasten angebracht werden. Die Installation der Maschinensätze erfolgte zwar im Trockenen, aber beengte Platzverhältnisse im Entnahmeturm erschwerten den Anschluss der neuen Turbinen.

„Die Schweißarbeiten, die unsere Arbeiter auf kleinstem Raum vornehmen mussten, waren äußerst komplex“, erläutert Jörg Werner, technischer Geschäftsführer bei der Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH und Bauleiter des Projektes in Nordrhein-Westfalen. Der Anschluss der neuen Entnahmeleitung erforderte spezielle Sicherheitsmaßnahmen, denn die Standleitung DN 700 wurde in einer Höhe von 50 m frei montiert.

In luftiger Höhe

„Eine eigens errichtete Stahltraverse schützte unsere Monteure vor dem Absturz“, so Werner. Die zur Montage des Thermorüssels erforderlichen Arbeiten seien„besonders heikel“ gewesen. Bevor die rund 80 cm dicke Turmwand durchbohrt werden konnte, mussten Industrietaucher zunächst außen am Entnahmeturm eine Schutzvorrichtung anbringen; diese wurde mittels Schubboot zum Einsatzort transportiert.

Als vorteilhaft habe sich erweisen, dass die den Arbeiten vorangegangenen Winter vergleichsweise schneearm ausfielen – die Sperre war nur mäßig gefüllt, sämtliche unter Wasser durchgeführten Außenarbeiten konnten deshalb in einer Tiefe von nur 3 m erledigt werden; ein Absenken des Talsperren-Wasserspiegels war nicht erforderlich. Inzwischen sind die Arbeiten abgeschlossen – im November 2014 wurde der elektrische Anschluss der neuen Wasserkraftanlage hergestellt und die Anlage in das bestehende Prozessleitsystem der Talsperre eingebunden, zeitgleich wurde der Thermorüssel erstmalig in Betrieb genommen.

Für den Wupperverband ist das ambitionierte Projekt gleich in doppelter Hinsicht bedeutsam: Die neue Wasserkraftanlage unterstreicht die Bedeutung des Verbandes als großer regenerativer Energieerzeuger im Bergischen Land, zudem hofft man, dass sich dank der Installation zukünftig auch wieder Elritzen, Äschen, Schneider und andere Fischarten in der Dhünn heimisch fühlen, denen der Fluss in der Vergangenheit zu kalt geworden war. Die Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH realisiert derzeit weitere Talsperrenprojekte, und zwar in Sachsen an der Talsperre Lehnmühle sowie in Hessen an der Diemeltalsperre.

 

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