Was genau ist eine Stauanlage und wie ist sie aufgebaut?
Der Name „Stauanlage“ beschreibt die Bauwerke bereits recht akkurat. Es handelt sich schließlich um Strukturen, die dazu dienen, Fließgewässer und andere wasserführende Systeme aufzustauen. Gestaut wird dabei jedoch nicht zwangsweise nur Wasser – in einigen Fällen werden Stauanlagen auch dazu eingesetzt, Schlamm und Geröll oder aber Eis und Lawinenschnee zurückzuhalten. Gegebenenfalls werden sie zudem gebaut, um die Strömungsgeschwindigkeit zu beeinflussen, damit sich Schwebstoffe im Wasser setzen. Hier spricht man dann auch von Sedimentationsanlagen.
Eine Stauanlage besteht mindestens aus zwei verschiedenen Teilen. Zum einen ist dies das Absperrbauwerk – etwa eine Staumauer, ein Damm oder ein Wehr – welches dafür zuständig ist, das Wasser zu blockieren bzw. den Durchsatz in Fluss oder Kanal zu verringern. Hinter diesem befindet sich dann auch immer eine Speicheranlage. Hierbei kann es sich um einen sich natürlich bildenden Stausee handeln oder aber auch um ein künstlich angelegtes Becken. Gerade beim Hochwasserschutz oder in der Kanalisation finden häufig so genannte Hochwasser- oder Regenrückhaltebecken Verwendung. Je nach genauer Funktion der Stauanlage kann diese noch um weitere Bauwerke und Systeme erweitert sein, zum Beispiel um ein Wasserkraftwerk am Fuße der Fallstufe oder aber um eine Schleuse neben dem Absperrbauwerk, um die Schiffbarkeit eines Flusses weiter zu gewährleisten. Bei Staudämmen zur Energiegewinnung befindet sich hinter den Wasserturbinen in der Regel noch ein Tosbecken, um die kinetische Energie des Wassers weiter zu verringern und so das Flussbett im Unterlauf vor Erosion und Auskolkung zu schützen. Um Fischen und anderen Wasserlebewesen weiterhin die Querung der Stauanlage zu ermöglichen, ist es in der EU-Wasserrahmenrichtlinie vorgeschrieben, dass neben den Bauwerken ebenfalls Fischtreppen zu errichten sind.
Wozu werden Stauanlagen eingesetzt?
Die Errichtung von Stauanlagen und der damit verbundene Eingriff in den natürlich Wasserlauf von Flüssen kann verschiedenen Zwecken dienen. So kann die Aufstauung schon allein dazu genutzt werden, den Oberlauf von Fließgewässern schiffbar zu machen. Oder aber das in Stauseen und Speicherbecken gesammelte Wasser wird als Brauchwasser in der Industrie oder zur Bewässerung in der Landwirtschaft genutzt. Auch lässt sich Trinkwasser aus ihm gewinnen. Stauanlagen werden zudem häufig zum Hochwasserschutz eingesetzt. Die Speicheranlage kann so zum Beispiel bei starken Niederschlägen oder Tauwetter überschüssiges Wasser aufnehmen, welches sonst die am Unterlauf befindlichen Landschaften und Siedlungen überfluten würde. Im Anschluss werden die Wassermassen dann kontrolliert weitergeführt. Nach demselben Prinzip lassen sich auch Trockenzeiten im Unterlauf ausgleichen. Eine weitere wichtige Nutzung von Stauanlagen ist die Gewinnung von umweltfreundlicher, nachhaltiger Energie über Wasserkraftwerke. Durch die künstliche Vergrößerung der Fallstufe kann aus Fließgewässern über Turbinen eine weitaus höhere Energieausbeute erzielt werden. Ebenso lassen sich große Mengen regenerativer Energie auf diese Weise unkompliziert speichern, ohne dass riesige Batterien gebaut oder Strom per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt werden müssen. In Zeiten geringen Stromverbrauchs kann ein Stausee das Wasser und somit seine potentielle Energie lagern, besteht dann wieder höherer Energiebedarf, wird der Durchfluss durch Stauanlage und Wasserkraftwerk erhöht, damit letzteres mehr Strom produziert. Pumpspeicherkraftwerke nutzen Schwachlastzeiten sogar dafür, mit überschüssiger Energie Wasser aus dem Unterlauf wieder zurück ins höhergelegene Speicherbecken zu pumpen, um es dann zu Zeiten eines hohen Strombedarfs wieder rückzuverstromen.
In der Kanalisation dienen Stauanlagen in der Regel der Entlastung der Abwasserkanäle sowie der dahinterliegenden Klärwerke. Während starker Niederschläge kann es vorkommen, dass die Kapazitäten der Leitungen und Reinigungsanlagen nicht ausreichen, um die anfallenden Wassermassen zu bewältigen. Die Folge daraus wäre im schlimmsten Fall, dass nicht oder nur teils geklärte Abwässer in die Vorfluter ausgeleitet werden müssten, wodurch Gewässer, Grundwasser und Böden verschmutzt würden. Dies schadet nicht nur der Umwelt enorm, sondern gefährdet auch die Trinkwassergewinnung. Um solche Gefahren zu verringern, werden in Abwasserkanälen Stauanlagen errichtet und mit Rückhaltebecken kombiniert, die eine zu große Belastung für die Klärwerke auffangen und temporär speichern, um sie schließlich in ruhigeren Betriebszeiten gedrosselt weiterzuleiten. Abwasserexperten sprechen hier von Retention.
Stau- und Speicheranlage werden gelegentlich auch in einem Bauwerk ausgeführt – dies wird als Staukanal oder Stauraumkanal bezeichnet. Im Grunde genommen handelt es sich bei diesen um Sammelkanäle mit größerem Querschnitt und Absperrfunktion.
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