Anwendung von BPM-Geomembranen in Staudammspeichern

Dämme und Wasserspeicher spielen eine entscheidende Rolle bei der Wassereinsparung, Bewässerung, Hochwasserkontrolle, Wasserkrafterzeugung und dem Ökosystemmanagement. Eine der wichtigsten Aufgaben im Staudammbau ist die Gewährleistung langfristiger Dichtheit und struktureller Stabilität. BPM-Geomembranen bieten eine effektive und leistungsstarke Lösung für die Auskleidung und Abdichtung von Staudämmen, Böschungen und zugehörigen Wasserbauwerken.

1. Bedeutung von Geomembranen bei der Staudammspeicherung

Das Eindringen von Wasser in Stauseen oder Dämme kann schwerwiegende Folgen haben, darunter Hanginstabilität, Erosion im Inneren oder sogar ein katastrophales Versagen. Um diese Gefahren zu mindern und eine nachhaltige Wasserspeicherung zu gewährleisten, werden Geomembranen als wichtige technische Kontrollmaßnahme weithin eingesetzt.

2. Wichtige Anwendungen von BPM-Geomembranen in Staudammprojekten

2.1 Reservoirbodenauskleidung

Geomembranen aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) werden häufig im Boden von Stauseen eingesetzt, um eine ununterbrochene, undurchlässige Barriere zu bilden, die das Eindringen von Wasser in die darunterliegenden Boden- und Gesteinsschichten wirksam verhindert. Diese Anwendung ist in Gebieten mit porösem oder instabilem Untergrund unerlässlich, wo der Wasserverlust erheblich sein kann. Die Bodenabdichtung von Stauseen verbessert die Effizienz des Staudammbetriebs und den Umweltschutz, indem sie den Wasserschutz aufrechterhält und Grundwasserverschmutzung verhindert.

-Funktion: Verhindert vertikales Versickern und Wasserverlust.

-Vorteile: Erhalt der Reservoirkapazität, Schutz der Grundwasserleiter vor Verschmutzung und Verringerung der Erosionsgefahr durchlässiger Straßenbetten.

-Typische Projekte: Bewässerungsdämme, städtische Reservoirs, Notwasserspeicher.

2.2 Oberwasserseitige Auskleidung von Erd- und Felsdämmen

Bei Erd- und Steinschüttdämmen werden Geomembranen in der Regel am stromaufwärts gelegenen Hang als wasserdichte Membran angebracht, um ein Durchsickern des Dammkörpers zu verhindern. Diese Anlage kann die Erosion im Inneren erheblich verringern, die strukturelle Integrität des Staudamms verbessern und die Lebensdauer seiner Versorgungsanlage verlängern. Geomembranen können je nach Website-Richtlinien und Designvorlieben zusätzlich freigelegt oder mit Verteidigungsschichten wie Betonplatten, Erde oder Steinschüttung geschützt werden.

- Funktion: Verhindert das Eindringen von Sickerwasser durch die Dammkonstruktion.

- Vorteile: Verlängert die Lebensdauer des Damms, verhindert Hanginstabilitäten und verbessert die Sicherheit von Hochdruckreservoirs.

- Installation: Kann mit einer Geotextildecke oder einer Betonabdeckung verwendet werden, abhängig von der Sichtbarkeit und Neigung.

2.3 Sickerwasserkontrolle in Hilfsdämmen und deren Nebenbauwerken

Bei komplexen Staudammkonstruktionen, die aus Hilfsdämmen, Überläufen oder Umleitungskanälen bestehen, werden BPM-Geomembranen eingesetzt, um eine sichere Versickerung aller Bauteile zu gewährleisten. Diese Nebenanlagen passieren häufig eine Reihe hydraulischer Substanzen und unwegsames Gelände. Daher sind flexible, chemikalienbeständige Geomembranen die beste Wahl, um Oberflächen abzudichten und plötzlichen Wasserverlust oder Erosion zu verhindern.

- Funktion: Stellt sicher, dass sich in den Stauanlagen keine anfälligen Stellen befinden, durch die Wasser austreten kann.

- Vorteile: Verbessert die Effektivität bereits vorhandener Speicher und schützt angrenzende Grundstücke vor Staunässe.

-Anwendungen: Pumpspeicherprojekte, Wasserkraftreservoirs, Kanalufer und Überläufe.

2.4 Sanierung undichten Stauseen

Wenn alte Stauseen und Dämme beginnen, Anzeichen und Symptome von Undichtigkeiten zu zeigen, kann die Nachrüstung mit Geomembranen eine schnelle, umweltfreundliche und preisgünstige Lösung sein. Im Vergleich zur vollständigen Rekonstruktion erfordert der Einbau einer Geomembranauskleidung nur minimale Aushubarbeiten und Schäden an der aktuellen Struktur. Es kann die Undurchlässigkeit reparieren, die Gesamtleistung des Reservoirs verbessern und die Existenz der Anlage verlängern, abgesehen von übermäßigen Tiefbaukosten.

-Funktion: Wirkt als Versiegelungsschicht auf rissigem Beton, erodiertem Ton oder beschädigten Asphaltbelägen.

-Vorteile: Schnelle Installation, deutlich günstigere Lösung und minimale Auswirkungen auf die aktuelle Entwicklung oder den Betrieb.

-Beispielanwendungen: Nachrüstung landwirtschaftlicher Teiche, Reparatur undichter historischer Dämme, Reparatur von Auskleidungsschäden in industriellen Reservoirs.

3. Warum sollten Sie sich für BPM-Geomembranen zur Staudammspeicherung entscheiden?

Die Wahl des richtigen Auskleidungsmaterials ist entscheidend für den langfristigen Erfolg, die Sicherheit und die Kosteneffizienz von Staudamm- und Reservoirprojekten. BPM-Geomembranen sind aufgrund ihrer bewährten Leistung, technischen Vielseitigkeit und weltweit anerkannten Qualität die ideale Lösung für Staudamm-Speicherzwecke.

3.1 Überlegene Undurchlässigkeit

BPM-Geomembranen, insbesondere solche aus HDPE und LDPE, weisen eine extrem geringe Durchlässigkeit auf – typischerweise <1×10⁻¹³ cm/s – und gewährleisten so eine maximale Wasserspeicherung. Dies ist sowohl in trockenen Klimazonen, in denen sich Gegenstände absetzen können, als auch in umweltsensiblen Gebieten, in denen Versickerung unbedingt verhindert werden sollte, von entscheidender Bedeutung.

3.2 Hohe mechanische Festigkeit

BPM-Geomembranen sind für den Einsatz unter Druck konzipiert und bieten hervorragende Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit und Reißfestigkeit. Dadurch eignen sie sich sowohl für tiefe Stauseen als auch für Böschungen mit hoher Überdeckung oder felsigem Untergrund. Ihre Robustheit gewährleistet langfristige Leistung auch bei hydrostatischer Belastung und Setzung.

3.3 Ausgezeichnete chemische aund UV-Beständigkeit

BPM HDPE-Geomembranen sind äußerst beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien und eignen sich daher ideal für Reservoirs zur Speicherung von Bewässerungswasser, Brauchwasser oder chemisch behandelten Materialien. Darüber hinaus sind sie UV-stabilisiert und somit widerstandsfähig gegen Sonneneinstrahlung – ein wesentlicher Vorteil an unbedeckten Staudammflächen oder in trockenen Umgebungen.

3.4 Anpassbar an verschiedene Dammkonstruktionen

Ob für die Auskleidung des Stauseebodens, die Böschungsauskleidung flussaufwärts, die Abdichtung von Satteldämmen oder die nachträgliche Auskleidung – BPM-Geomembranen eignen sich für verschiedene Dammkonfigurationen. Sie lassen sich zudem je nach Konstruktion problemlos in Verbundauskleidungsstrukturen mit Geotextilien, GCL oder Betonabdeckungen integrieren.

3.5 Schnelle und effiziente Installation

BPM-Geomembranen bestehen aus großen, vorgefertigten Rollen und unterstützen die Installation durch Schmelzschweißtechnologie für starke, dichte Nähte. Ihre flexiblen Materialgehäuse ermöglichen einen einfachen Einsatz auf unebenem Gelände, an steilen Hängen oder in unregelmäßigen Formen, was Arbeitskosten und Bauzeit reduziert.

3.6 Langfristige Kosteneinsparungen

Obwohl Geomembranen im Vergleich zu herkömmlichen Tondichtungsbahnen höhere Materialkosten verursachen, bieten sie über den gesamten Lebenszyklus hinweg enorme Kostenvorteile, da sie Sickerverluste reduzieren, den Wartungsaufwand minimieren und die Lebensdauer des Damms verlängern. Das Ergebnis sind niedrigere Gesamtbetriebskosten.

3.7 Globale Projekterfahrung und technischer Support

Mit Projekten in über 100 Ländern und Kunden aus den Bereichen Bewässerung, Wasserkraft, kommunale Wasserversorgung und Bergbau bringt BPM Geosynthetic weltweite Expertise in jedes Staudammprojekt ein. Das Unternehmen bietet maßgeschneiderte Lösungen, technische Beratung vor Ort und zertifizierte Qualität durch Dritte für den Erfolg der Projekte.

3. Praktische Anwendungsfälle von BPM-Geomembranen in Staudammspeichern

Fall 1: HDPE-Geomembran-Auskleidung für einen landwirtschaftlichen Damm in Zentralasien

• Projektübersicht

- Standort: Almaty Region, Kasachstan

- Projekttyp: Bewässerungswasserspeicherdamm

- Geplante Fläche: 450.000 m²

- Verwendetes Produkt: 1,5 mm saubere HDPE-Geomembran + Vlies-Geotextil

- Kunde: Regionale Wasserressourcenbehörde

• Projekthintergrund

Die Region Almaty leidet im Sommer aufgrund geringer Niederschläge und übermäßiger Verdunstung regelmäßig unter Wassermangel. Um die landwirtschaftliche Bewässerung zu unterstützen und die Ernährungssicherheit zu erhöhen, initiierten die Behörden den Bau eines riesigen, außerhalb der Kanalisation gelegenen Erdaufschüttungsdamms. Der Damm sollte acht Millionen Kubikmeter Oberflächenabfluss und Schmelzwasser aufnehmen können.

Da der Stausee auf Schwemmland mit geringer Wasserundurchlässigkeit errichtet werden sollte, war die Sickerwasserkontrolle eine der wichtigsten technischen Prioritäten. Das Projekt erforderte eine leistungsstarke Auskleidungslösung, um Wasserverluste zu verhindern und die Sicherheit des Stausees zu gewährleisten.

• Herausforderungen und Anforderungen

- Hohes Versickerungsrisiko: Der Naturboden bestand aus lockeren Sand- und Kiesböden mit hoher Wasserdurchlässigkeit.

- Große Fläche: Das abgedeckte Gebiet umfasst 250.000 m², einschließlich des Stauseebodens und der Böschungen.

- Extreme Temperaturen: In der Umgebung herrschen große Temperaturschwankungen von -25 °C im Winter bis +40 °C im Sommer.

- Zeitliche Einschränkungen: Aufgrund der saisonalen Natur des Wasserflusses und des Bewässerungsbedarfs war der Entwicklungsagenda früher eng gefasst.

- Haltbarkeit: Der Liner soll bei minimaler Wartung über 20 Jahre halten.

• Lösung durch BPM

Nach technischer Bewertung und Beratung schlug BPM Geosynthetics eine komplette Auskleidungsmaschine vor mit:

• 1,5 mm glatte HDPE-Geomembran:

- Hergestellt aus UV-stabilisiertem HDPE-Neuharz

- Hervorragende chemische Beständigkeit und Dimensionsstabilität

- Zertifiziert nach ISO9001- und CE-Standards

• 200 g/m² Nadelvlies-Geotextil:

- Wird als Dämpfungsschicht unter der Geomembran installiert

- Verhindert Durchstiche durch scharfen Kies oder Unebenheiten im Untergrund

• Fusionsschweißtechnik:

- Alle Nähte wurden mit automatischen Heizkeilschweißgeräten verschweißt

- Nahtenergie vor Ort gemäß ASTM D6392 geprüft

• Technischer Support vor Ort:

BPM stellte einen erfahrenen Techniker zur Verfügung, der die Teams vor Ort anleitet und für eine ordnungsgemäße Installation, Qualitätssicherung/Qualitätskontrolle und Prüfung sorgt.

• Bau-Highlights

- Geomembranen wurden früher in 12 Meter breiten Rollen geliefert, um eine schnellere Anwendung zu ermöglichen

- Die Installationskosten betrugen in den Spitzenphasen durchschnittlich 10.000 m²/Tag

- Tägliche Integritätsprüfungen wurden mithilfe von Luftdruckprüf- und Vakuumfeldmethoden durchgeführt

- Früher wurde entlang des Umfangs ein Kiesschottergraben verwendet, um die Ränder der Geomembrane zu verankern

• Ergebnisse und Kundenfeedback

Nach der Inbetriebnahme hielt der Stausee während der ersten Bewässerungssaison das Wasser zuverlässig, ohne dass ein Versickern erkennbar war. Satellitengestützte Feuchtigkeitsmessungen ergaben minimale Wasserverluste, und Inspektionen vor Ort bestätigten, dass es weder zu Schäden an der Auskleidung noch zu Spannungsspitzen kam.

Die Geomembrananlage von BPM übertraf unsere Erwartungen. Das technische Team leistete hervorragende Unterstützung, und der Stausee ist nun bis auf ein Leck voll funktionsfähig. Diese Lösung half uns, wertvolles Wasser zu sparen und die örtlichen Bauerngemeinden zu unterstützen.

• Auswirkungen und Vorteile

- Reduzierung des Wasserverlusts: Geschätzte jährliche finanzielle Einsparungen von über 700.000 m³ Wasser

- Kosteneffizienz: Geringere Langzeitkonservierungskosten im Vergleich zu Tonkern- oder Betonauskleidungen

- Nachhaltigkeit: Verbesserte regionale Wassersicherheit und landwirtschaftliche Produktivität

- Skalierbarkeit: Der Erfolg dieser Herausforderung hat zu vergleichbaren Linienfunktionen in benachbarten Provinzen geführt

Fall 2: LLDPE-Geomembran für Wasserkraftwerk in Südamerika

 

• Projektübersicht

- Standort: Region Cusco, Peru (Andenhochland)

- Projekttyp: Bergwasserkraftwerk – Wasserspeicherbecken

- Gesamtfläche: 470.000 m²

- Verwendetes Produkt: 1,5 mm strukturierte LLDPE-Geomembran + 300 g/m² Geotextil

- Kunde: Peruanisches Ministerium für Energie und Bergbau

• Projekthintergrund

Im Rahmen eines landesweiten Energiediversifizierungsplans finanzierte die peruanische Regierung den Bau eines Laufwasserkraftwerks im Hochland von Cusco. Um das saisonale Gletscherschmelzwasser auszugleichen und die Energieversorgung zu stabilisieren, wurde auf 3.900 Metern über dem Meeresspiegel ein hochgelegenes Speicherbecken errichtet.

Das Becken war einst von instabilem Berggelände mit brüchigem Gestein und losem Geröll umgeben. Eine undurchlässige Auskleidung war unerlässlich, um das Wasser zu halten, das Eindringen in das brüchige Grundgestein zu verhindern und eine Infektion der umliegenden Hochlandfeuchtgebiete zu vermeiden.

• Herausforderungen und technische Anforderungen

- Extreme Höhe und kaltes Wetter: Die Temperaturen fielen regelmäßig unter den Gefrierpunkt; die UV-Belastung war in großen Höhen sehr hoch.

- Unebener und steiniger Untergrund: Der Untergrund erfordert eine Auskleidung, die sich dem unregelmäßigen Gelände anpasst und Durchstichen standhält.

- Hangstabilität: Steile Hänge bergen eine übermäßige Scherspannung und Rutschgefahr.

- Umweltsensibilität: Das Becken befand sich früher in der Nähe eines empfindlichen Feuchtgebiet-Ökosystems, weshalb eine strikte Leckageverhütung erforderlich war.

- Begrenztes Zeitfenster für den Aufbau: Aufgrund der jahreszeitlichen Witterung standen für den Aufbau nur 4 Monate zur Verfügung.

• Lösung durch BPM Geosynthetics

Um das oben genannte Problem zu lösen, schlug BPM ein Verbundauskleidungssystem vor, das auf Flexibilität, Haltbarkeit und Hanghaftung ausgelegt ist:

• 1,5 mm strukturierte LLDPE-Geomembran:

- Bietet eine größere Bruchdehnung und Flexibilität als HDPE

- Strukturierter Boden, bessere Grenzflächenreibung bei steilem Gefälle

- UV-beständig und für den Einsatz im Freien in Höhenlagen geeignet

• 300 g/m² Nadelvlies-Geotextil:

- Wird unter der Auskleidung verlegt, um die Sicherheit des Untergrunds und die Durchstoßfestigkeit zu gewährleisten

- In Hochdruckbereichen (Zehenbereich und Abflussöffnungen) zweilagig eingebaut

• Ankergraben-Design:

- Die Verankerungsgräben am Rand und auf dem Kamm wurden mit Betonblöcken verstärkt, um Hebungen und Rutschungen standzuhalten

- Windauftriebsversuche vor dem Linereinsatz durchgeführt

• Vollständige QA/QC-Überwachung:

- Jede Schweißnaht wurde einem Luftkanal-Belastungstest unterzogen

- Vor Ort wurden im Labor Scher- und Schälenergieprüfungen gemäß ASTM D7002 durchgeführt

• Konstruktion und Umsetzung

- Materialien wurden aufgrund des Fernzugriffs per Luftfracht auf die Website gebracht

- Trotz der rauen Umgebung wurde die Geomembrane früher mit einem Aufwand von 6.000–8.000 m²/Tag installiert

- Strukturierte Geomembrane, die sich gut für steile Hänge eignet, sodass keine Geogitterverstärkung erforderlich ist

- Die Menschen vor Ort wurden von BPM-Ingenieuren in der Handhabung und in Schweißverfahren in großer Höhe geschult

• Ergebnisse und Kundenfeedback

Das Projekt wurde termingerecht abgeschlossen, und das Becken ist nun seit zwei vollen Regenperioden in Betrieb. Die Wasserrückhaltung übertraf die Erwartungen, und die Auskleidung zeigte keinerlei Anzeichen von Verrutschen, Leckagen oder UV-Belastung.

• Kundenfeedback:

Die Leistung der LLDPE-Geomembran von BPM unter Höhenbelastung war bemerkenswert. Sie meisterte Kälte, Gelände und Wind besser als erwartet. Der strukturierte Boden gab uns in steilen Gebieten mehr Sicherheit. Wir empfehlen BPM besonders für komplexe Staudamm- oder Stauseeprojekte.

• Projektvorteile und langfristige Auswirkungen

- Leckageprävention: Schutz der Feuchtgebiete flussabwärts vor möglichem Versickern

- Stabilität der Stromerzeugung: Ermöglicht eine regelmäßige Wasserversorgung der Generatoren das ganze Jahr über

- Umweltkonformität: Alle mit Unterstützung der peruanischen Umweltaufsichtsbehörde (OEFA) festgelegten Anforderungen wurden erfüllt

- Nachahmbares Modell: Als weitverbreitetes Modell für die Auskleidung verschiedener hochgelegener Stauseen in den Anden verwendet

4. Ist BPM Geomembrane der richtige Partner für Ihr Staudammprojekt?

Mit mehr als 18 Jahren Erfahrung, Exporten in über hundert Länder und Zertifizierungen durch Dritte (ISO, CE, SGS) bietet BPM zuverlässige Produkte, kompetenten technischen Support und einen nachgewiesenen Erfolg in komplexen Wasserinfrastrukturen. Ob Neubau oder Sanierung – BPM-Geomembranen sind auf Leistung ausgelegt.