Hochwasserschutz und Kraftwerksbau

Autor: Roland Gruber , 06.06.2013

Die tiefgreifenden Hochwasser-Schutzmaßnahmen in der Salzburger Gebirgsgemeinde Maria Alm bedeuteten das Ende für das über 100-jährige Kleinwasserkraftwerk von Alois Lohninger.

Doch damit tat sich auch eine neue Chance auf. Der findige Pinzgauer suchte gemeinsam mit den Verantwortlichen von Wildbach- und Lawinenverbauung nach einer Lösung für eine neue Anlage an der Urslau, für deren Errichtung sich die Nutzung der Synergieeffekte aus dem Hochwasserschutzbau anbot. Gemeinsam mit seinem Partner, den Österreichischen Bundesforsten (ÖBf ), gelang es dem Salzburger, ein neues Laufkraftwerk zu errichten, das in Betrieb deutlich mehr als die zehnfache Leistung des alten Kraftwerks bringen wird. Aktuell befinden sich die Bauarbeiten auf der Zielgeraden. Noch vor Sommerbeginn soll das neue KW Urslau den Betrieb aufgenommen haben.

Der 21. Juni letzten Jahres war einer jener Tage, die man in Maria Alm nicht so schnell vergisst. Fast überfallsartig verwandelten sintflutartige Regenfälle die sonst so beschaulichen Bäche in reißende Flüsse. Straßen und Keller waren überflutet, Bilder von einem Marktplatz, der hüfttief unter Wasser stand, gingen durch die Medien. Umso bedauerlicher, dass das Hochwasser des Vorjahres beileibe kein Ausnahmeereignis darstellt. Speziell in den letzten Jahren hatte man in der Pinzgauer Gebirgsgemeinde immer wieder mit den Fluten zu kämpfen – wie etwa in den Jahren 2008 und  besonders 2002. Damals wurden, bedingt durch die Verklausungen und die starken Veschlammungen, auch erhebliche Schäden an Wohnhäusern, Geschäften und öffentlichen Einrichtungen gemeldet. Ein Gebot der Vernunft also und hoch an der Zeit dazu, um umfassende Hochwasser-Schutzmaßnahmen in die Wege zu leiten. Nach längerem politischen Gezerre um die Finanzierung wurde dafür letztlich ein 38-Millionen-Euro-Paket geschnürt, damit die Bewohner von Maria Alm und von Saalfelden in Zukunft auch bei Starkregen wieder ruhig schlafen können.

FASSUNGSVERMÖGEN VERDREIFACHT
Ziel ist die Bändigung der Urslau. Dabei handelt es sich um einen circa 20 Kilometer langen Gebirgsbach, der zwischen dem Hochkönigsmassiv und dem Steinernen Meer entspringt und letztlich in die Saalach mündet. Besonders bekannt ist die Urslau bei Naturliebhabern für den rund 100 Meter langen Wasservorhang – die „Triefen“ im Ortsgebiet Hinterthal. Sie ist das spektakuläre Resultat einer geologischen Besonderheit, einer waagerechten, wasserundurchlässigen Gesteinsschicht, auf der Quellwasser zutage tritt. Wie Perlschnüre eines langen Vorhangs ergießt sich dieses Wasser aus einer Höhe von zwei bis drei Metern in die Urslau - ein besonderes Naturschauspiel, das sich zu jeder Jahreszeit beobachten lässt. Die Urslau ist auch Namensgeberin für das Urslautal, dessen Hauptort Maria Alm in den letzten Jahren auch am stärksten von den Hochwässern des Wildbaches betroffen war. Doch diese Gefahr soll nun gebannt werden. Um die Urslau in Hinkunft auch bei Starkregen in ihrem Bett zu halten, wird ihr Fassungsvermögen aktuell auf das rund Dreifache ausgebaut. In der ersten Bauphase wurde zunächst das Bachbett erweitert und vertieft und danach das Ufer mit Wasserbausteinen gesichert.

VIELE GEWINNER – EIN LEIDTRAGENDER
Dass die Investition in den Hochwasserschutz für Maria Alm und seine Bewohner eine gute Sache ist, steht außer Zweifel. Und dennoch hatte es für einen Maria Almer einen Pferdefuß parat: und zwar für Alois Lohninger, dessen bestehendes Kleinwasserkraftwerk an der Urslau den Schutzbaumaßnahmen weichen musste. Seit 1906 hatte seine Familie hier ein Kleinkraftwerk betrieben, zuletzt hatte es der Betreiber 1980 auf den Letztstand der Technik gebracht. „Nachdem klar war, dass es für mein altes Kleinwasserkraft keinen Fortbestand gibt, habe ich relativ schnell nach einer Alternativ-Option für ein neues Kraftwerk Ausschau gehalten. Gemeinsam mit der Wildbach- und Lawinenverbauung habe ich nach einer Lösung gesucht, wie man mögliche Synergien aus den Schutzbaumaßnahmen nutzen  könnte, um ein neues Wasserkraftwerk an der Urslau zu errichten“, erzählt Alois Lohninger, der sein Vorprojekt dazu bereits im Jahr 2008 einreichte. Die Betreibergesellschaft für sein Kraftwerk gründete er in der Folge mit einem ebenfalls Wasserkraft erprobten Partner, den Österreichischen Bundesforsten (ÖBf).

VERHÄLTNISSE VON SPEZIELLER HÄRTE
Die Planung des Kraftwerks vergaben die Bauherren an ein erfahrenes Ingenieurbüro, aus der Stadt Salzburg, das seit vielen Jahren zig Wasserkraftwerke in und außerhalb des Bundeslandes Salzburg geplant hat. Und diese Erfahrung sollte auch schon sehr bald auf die Probe gestellt werden, nachdem sich beim Bau der Wasserfassung erste Probleme einstellten. „Eine grundsätzliche Schwierigkeit ergab sich schon daraus, dass die ursprünglich geplante Wehrklappe nicht mit den Plänen des  Hochwasserschutzes vereinbar war. Stattdessen wurde uns nur eine Sohlentnahme genehmigt. Dadurch waren wir gezwungen, mit dem Fassungsbauwerk noch tiefer in den Untergrund zu gehen“, erläutert Lohninger die Ausgangssituation. „Bereits in 4 Meter Tiefe hatten wir starken Grundwasserdrang, aber wir mussten weiter hinunter – bis auf 9 Meter. Und das Grundwasser war derartig viel, dass an das  Ausheben der Baugrube ohne Umspunden gar nicht zu denken war.“ Zu diesem Zweck beschloss man, die Spundwände in den Boden zu rammen. Aber ohne Erfolg. Der Untergrund erwies sich als extrem hart, sodass man erste Probebohrungen vornahm. „Es ist gleich einmal der Bohrer abgerissen. Wir haben dann einen Geologen zu Rate gezogen, der nach dreiwöchigen Untersuchungen und Analysen festgestellt hat, dass das Setzen der Spundwände nur nach erfolgtem Vorbohren möglich sei.“

LÖCHERN UNTER VOLLDAMPF
Die beauftragte Baufirma HV-Bau aus Bramberg in Pinzgau war nun wahrlich voll gefordert. Denn – teilweise war es auch mit Bohren alleine nicht abgetan. Riesige Findlinge mit bis zu 30 Tonnen kamen zum Vorschein, denen letztlich nur durch Sprengung beizukommen war. Die Bohrmaschine auf der Baustelle ist indes seit Anfang des Jahres kaum zur Ruhe gekommen. „Seit 9. Januar läuft die Bohrmaschine jeden Tag. Insgesamt mussten über 330 Löcher gebohrt werden, damit wir die Spundwände setzen konnten. Ganz nebenbei war das natürlich auch eine erhebliche Belastung für die Anrainer, mit denen wir zum Glück aber ein sehr gutes Einvernehmen haben“, sagt der Betreiber. Er ist voll des Lobes für die Baufirma, die mit großem Engagement gegen die Widrigkeiten Untergrund und Grundwasser kämpfte. Dass man aktuell nur ein knappes Monat hinter dem Terminplan hinterher hinkt, ist zweifellos ihrem großen Einsatz zu verdanken. Der Startschuss für die Bauarbeiten fiel im August letzten Jahres, die Inbetriebnahme wird nun in der zweiten Juni-Hälfte erfolgen. Dazwischen lagen nicht nur höchst betriebsame Monate auf der Baustelle in Maria Alm, sondern auch ein Baustopp, der sich über mehrere Wochen hinzog. Der Grund dafür lag weniger an den winterlichen Bedingungen, sondern an dem Umstand, dass in unmittelbarer Umgebung zur Wasserfassungs-Baustelle ein Lift-Parkplatz liegt – und man den Liftbetrieb nicht beeinträchtigen wollte und durfte.

SCHWIERIGES FÄDELN DER ROHRE DURCH DIE EINBAUTEN
Die Herausforderungen in baulicher Hinsicht blieben allerdings nicht auf den Bereich der Wasserfassung beschränkt. Auch die Verlegung der Druckrohrleitung hatte es in sich. Das lag nun weniger an  Untergrund oder Topographie, sondern vielmehr an den zahlreichen Einbauten, die es zu passieren galt. „Wir befinden uns hier in einem ortsnahen Bereich, daher sind unterirdisch so gut wie alle möglichen Einbauten anzutreffen, von Trinkwasser- und Kanalleitungen angefangen, über diverse Strom- und Telekommunikationskabel bis zu Gasleitungen. Dass wir hier mit unserem 1.800er-Rohr überall durchgekommen sind, war auch dem Geschick der Baumannschaft zu verdanken“, sagt Lohninger. Wichtig war dabei auch ein möglichst einfaches Handling der Rohre. Nicht zuletzt aus diesem Grund entschieden sich die Betreiber für Rohrmaterial aus glasfaserverstärktem Kunststoff aus dem Hause Amitech. Im Detail kamen über die Gesamtlänge von 1.670 Meter GF-UP Rohre des Typs Flowtite DN1800 der Steifigkeitsklasse SN5000 und der Druckklasse PN6 zum Einsatz, geliefert in verschiedensten Stücklängen von der Firma Etertec aus Brunn am Gebirge, die den Betreibern auch mit technischer Begleitung zur Seite stand. Aufgrund des nicht unkomplizierten Trassenverlaufs mit Bach- und Straßenquerungen waren auch zahlreiche Rohrbögen erforderlich – insgesamt 15 an der Zahl. „Wir haben auch sehr viel mit kurzen Rohrstücken mit 2 Meter Länge gearbeitet, um die vielen  erforderlichen Richtungsänderungen bestmöglich bewerkstelligen zu können“, so der Betreiber. Als technische Besonderheit kam zudem noch ein GF-UP Ultraschall Messschacht zum Einsatz.

INNOVATIVER STAHLWASSERBAU AUS SALZBURG
Als erfahrener Wasserkraftbetreiber legte Alois Lohninger auch starkes Augenmerk auf die  stahlwassererbauliche Ausrüstung. Im Zuge der Ausschreibung hatte sich das Salzburger Stahlbauunternehmen GMT mit Sitz in Kuchl durchgesetzt, das für zahlreiche Wasserkraftprojekte in und um Österreich in den vergangenen Jahren den Stahlwasserbau und auch maschinentechnische Lösungen lieferte. „Ich habe GMT zuvor nicht gekannt. Daher war uns ganz wichtig, uns bei Referenzanlagen zu erkundigen. Wir sind sogar nach Südtirol gefahren und haben uns das bekannte Kraftwerk „In der Klamme“ angesehen, bei dem auch GMT den Stahlwasserbau realisiert hat. Und was wir gesehen und von den Betreibern gehört haben, hat uns überzeugt. Heute kann ich aus eigener Erfahrung bestätigen, dass die Kuchler nicht nur Handschlagqualität besitzen, sondern auch erstklassige Lösungen liefern können“, lobt Alois Lohninger. Eine dieser Lösungen betrifft den Sohlrechen am Tirolerwehr, der mit einem Stababstand von 20 mm relativ englumig ist. Das hängt unmittelbar mit dem innovativen Reinigungssystem des Rechens zusammen, das dafür von GMT entwickelt wurde. Dem Prinzip nach arbeitet die Tirolerwehr-Rechenreinigungsmaschine von unten: Ein „Negativprofil“ des Rechens - ein so genannter „Gegenrechen“ - presst sich dabei unter hohem hydraulischen Druck von unten durch selbigen und drückt dadurch sämtliches Geschwemmsel und alle Sedimente von der Rechenoberfläche, wo es einfach weitergespült wird. Dieses System stellt sicher, dass auch nach einem Gewitter der Kraftwerksbetrieb uneingeschränkt aufrecht bleibt. Ein bewährtes Prinzip also, das durch die robuste Bauweise des Salzburger Stahlbauspezialisten für ein sauberes Tirolerwehr für viele Jahre sorgt - und damit Produktionsverluste verhindert. Neben diversen Verschlussorganen und dem Feinrechen lieferte GMT auch die Rechenreinigungsmaschine. Dabei handelt es sich um eine Teleskop-RRM, mit einer Reinigungslänge von 4,8 Metern und einer Harkenbreite von 8,5 Metern. Mit diesen Abmessungen stellt sie die bislang breiteste Teleskop-RRM der Kuchler Stahlbauer dar. Eine echte Referenz also für GMT.

BEWÄHRTES AUSTRO-MASCHINENGESPANN IM KRAFTHAUS
Grundsätzlich zählt das neue Kraftwerk Urslau zu den so genannten Niederdruck-Kraftwerken. Über das Tirolerwehr wird an der Bachsohle das Triebwasser eingezogen und über die 1.670 Meter lange Druckrohrleitung zum Krafthaus geleitet, wo eine Kaplan-Rohrturbine installiert ist, die einen Synchrongenerator antreibt. Ausgelegt ist die Turbine, die vom renommierten niederösterreichischen Wasserkraftspezialisten Kössler stammt, auf die Ausbauwassermenge von 4.500 l/s sowie eine Fallhöhe von 24 Metern bei einer offiziellen elektrischen Nennleistung von 907 kW. Mit 750 Umdrehungen wird die Rotationsenergie auf den Synchrongenerator übertragen, bei dem es sich ebenfalls um ein österreichisches Qualitätsprodukt handelt – und zwar um einen Generator von Linzer Hersteller Hitzinger. Ein sehr hochwertiges Maschinengespann, das Anfang Mai bereits installiert und „signalbereit“ war.

E-TECHNIK AUS EINER HAND
Die erforderlichen Signale für den Betrieb der Maschinen sollten aber nur mehr kurz auf sich warten lassen. Schließlich hatten sich die Betreiber auch bei der steuerungs- und etechnischen Ausrüstung einen sehr namhaften Partner ausgesucht. Die Wahl war auf die PMS Elektro- und Automationstechnik GmbH aus dem Kärntner Lavanttal gefallen, die mit der E-Technik sowie der ganzen Steuerungsund Automationstechnik beauftragt wurde. Ein Punkt, der besonders für das Kärntner Unternehmen sprach, war der Umstand, dass PMS nicht nur imstande war, die Steuerungstechnik der Anlage professionell zu realisieren, sondern darüber hinaus auch die Anbindung an die Nieder- und Mittelspannungsebene sowie die Einspeisung ins 30 kVNetz umzusetzen. So war PMS auch für die Lieferung und Montage der Transformatoren, Niederspannungs- und Mittelspannungsanlagen verantwortlich. Alois Lohninger zeigt sich vom Leistungsumfang angetan: „Gerade am Sektor erneuerbare Energien bringt PMS sehr große Erfahrung mit. Und dass man sämtliche e-technischen Aspekte abdecken kann, ist für einen Betreiber immer gut, da es auch in diesem Bereich ansonsten zu Schnittstellenproblemen kommen kann. Die Gesamtperformance, angefangen von Planung und Projektierung über Projektleitung bis zur  Inbetriebsetzung, ließ für uns keine Wünsche offen.“

SYNERGIEN OPTIMAL GENUTZT
Noch hat das Kraftwerk den Betrieb nicht aufgenommen. Nachdem mittlerweile der Großteil aller Bauarbeiten abgeschlossen ist, sind die Montage- und Inbetriebsetzungstechniker am Zug, die die Anlage bis Sommerbeginn ans Netz bringen werden. Ein günstiger Zeitpunkt, schließlich ist in diesem Jahr noch bis in den Frühsommer mit Schmelzwasser aus den Bergen zu rechnen, sodass der neue Pinzgauer Ökostrom-Erzeuger voraussichtlich einen Start unter Volllast wird hinlegen können. Rund 3,9 bis 4,2 GWh wird das neue Kraftwerk Urslau im Durchschnittsjahr erzeugen. Das ist ein Vielfaches des alten Kraftwerks von Alois Lohninger, das dem Hochwasserschutz weichen musste. „Im Grunde trauere ich meinem E-Werk immer noch ein wenig nach, vor allem wenn ich an den ganzen - Aufwand der letzten Monate denke. Aber die Mühe hat sich auch gelohnt: Die Stromerzeugung hat sich vervielfacht, und wir verfügen über eine Anlage am Stand der Technik“, resümiert der Pinzgauer, der auch darauf stolz ist, dass sein Kraftwerk schon jetzt als Vorzeige projekt für ein perfektes Zusammenspiel von Hochwasserschutz und Wasserkraftnutzung Beachtung gefunden hat.

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TECHNISCHE DATEN

Der Baubeginn

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Die Errichtung wurde parallel zu den Hochwasserschutzmaßnahmen an dem Gewässer durchgeführt. (Foto: zek)

Das noch trockene Wehr

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Tirolerwehr von GMT noch im „trockenen“ Zustand. (Foto: zek)

LAGERUNG DER ROHRE

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Die letzten, noch nicht verlegten GF-UP Rohre aus dem Hause Amitech, nahe dem Ortskern der kleinen Gemeinde Maria Alm gelagert. (Foto: zek)

KAPLAN-TURBINEN

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Der Betreiber schwört auf die Qualität von Kaplan-Rohrturbinen aus dem Hause Kössler. Sie ist bereit für den „Erstkontakt“ mit dem Wasser aus der Urslau. (Foto: zek)

DIE STEUERUNG

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Die gesamte steuerungs- und e-technische Ausrüstung wurde von der Firma PMS aus Kärnten realisiert, die sogar die Schaltschränke selbst fertigt. (Foto: zek)

NICHT EINFACHE ROHRVERLEGUNG

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Nicht zuletzt aufgrund der Vielzahl ein Einbauten gestaltete sich die Rohrverlegung entlang der Urslau nicht einfach. (Foto: zek)