Freizeitsee und Pumpspeicherprojekt
Wunsiedler See und Burgsteinsee

© Dr.-Ing. Matthias Popp, Burgstraße 19, D-95632 Wunsiedel,

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Strömungsverhältnisse

Da gut 2/3 des Wassers im Wunsiedler Sees täglich umgewälzt werden können, ist ein Augenmerk auf die damit ausgelösten Strömungen zu richten.

Bei einer angenommenen Umwälzung des gesamten Volumens in sieben Stunden bei einer gleichzeitigen Pegelveränderung um sieben Meter beträgt die maximale Pegeländerung pro Stunde einen Meter, pro Minute 1/60, also 1,7 Zentimeter, pro Sekunde davon 1/60, also 0,28 Millimeter. Das Auf und Ab des Wasserstandes verläuft damit so unmerklich langsam, dass man es über einen längeren Zeitraum bewusst beobachten muss, um es feststellen zu können.

Trotzdem sind es gewaltige Wassermassen, die damit bewegt werden. Dort, wo diese Wassermassen durch Engstellen fließen, kommt es daher zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Diese Situation bedarf einer etwas genaueren Betrachtung, um beurteilen zu können, ob trotz dieser Umstände ein Freizeitbetrieb auf dem Gewässer zu verantworten ist.

Zwei Stellen erfordern hierbei eine besondere Beachtung. Die Engstelle durch Furthammer und der Bereich des Kraftwerks.

Zunächst die Situation in Furthammer:

Wenn der Wunsiedler See, wie im Bild gezeigt, in mittlerer Größe von der Walkmühle bis Tröstau gebaut wird, dann beträgt die Seefläche zwischen Furthammer und Tröstau ca. 30 Hektar. Das sich damit ergebende Wasservolumen muss bei einem Arbeitszyklus des Pumpspeichers hin und her bewegt werden und fließt beim Pumpen in der Nacht Richtung Wunsiedel und beim Turbinieren am Tage Richtung Tröstau unter der Brücke in Furthammer hindurch.

Die Strömungsgeschwindigkeit, die sich dabei ergibt, hängt von der Größe des Querschnitts ab, der zur Verfügung steht. Je breiter und tiefer dieser Durchgang ist, desto langsamer kann das Wasser fließen, je flacher und schmäler er ist, desto höher muss die Strömungsgeschwindigkeit werden, damit die Wassermassen an ihr Ziel kommen können. Dieser Zusammenhang verdeutlicht, dass die Strömungsgeschwindigkeiten bei gefülltem See am langsamsten sind und zunehmen, je weiter der See abgesenkt wird.

Nimmt man an, dass der Durchlass in Furthammer mit einer Breite von ca. 60 Metern ausgeführt wird (das entspricht der Breite des Rhein-Main-Donaukanals), dann ergäbe sich Folgendes:

Formel: Strömungsgeschwindigkeit = Volumenstrom / Querschnitt.

  • Der Volumenstrom beträgt: (30 Hektar * 1 Meter) / 1 Stunde = 300.000 m³/h

Der Querschnitt beträgt bei:

  • 10 Metern Wassertiefe (Höchstwasserstand): 60 Meter * 10 Meter = 600 m²

  • 6 Metern Wassertiefe (mittlerer Wasserstand): 60 Meter * 6 Meter = 360 m²

  • 2,5 Metern Wassertiefe (Mindestwasserstand): 60 Meter * 2, 5 Meter = 150 m²

Damit ergäben sich folgende Strömungsgeschwindigkeiten an der Engstelle:

  • Bei 10 Metern Tiefe: 300.000 / 600 m/h = 500 m/h = 0,5 km/h

  • Bei 6 Metern Tiefe: 300.000 / 360 m/h = 833 m/h = 0,83 km/h

  • Bei 2,5 Metern Tiefe: 300.000 / 150 m/h = 2000 m/h = 2 km/h

Man erkennt, dass bei so einer Ausführung selbst bei niedrigstem Wasserstand die Strömungsgeschwindigkeit deutlich unter Schrittgeschwindigkeit bliebe.

Zum Vergleich: beim Wandern rechnet man mit einer Geschwindigkeit von 5 Kilometern pro Stunde.

 

Ähnlich wie beim Rhein-Main-Donaukanal müsste in Furthammer eine Brücke über den See gebaut werden, die mit ausreichender Höhe versehen ist, dass auch im gefüllten Zustand die Segelboote unten durch fahren können.

 

Bei der großen Variante ginge der See über die Aacherwiese bis Leupoldsdorf und hätte oberhalb von Furthammer eine Fläche von ca. 100 Hektar.

(Hinweis: die steilen Ufer, hinunter auf die Wasseroberfläche zwischen 540 und 532,5 Meter über NN sind in der Bildmontage nicht dargestellt)

Das würde, wenn der Durchflussquerschnitt in Furthammer nicht vergrößert wird, die angegebenen Strömungsgeschwindigkeiten in etwa verdreifachen, also:

  • 1,5 km/h bei 10 Metern Wassertiefe,

  • 2,5 km/h bei 6 Metern Wassertiefe,

  • 6 km/h bei 2,5 Metern Wassertiefe.

In diesem Fall sollte versucht werden, den verfügbaren Strömungsquerschnitt aufzuweiten, indem der Durchlass tiefer und/oder breiter ausgeführt wird. Alternativ könnte ein zweiter Durchlass entlang des Geiersbaches angedacht werden. Damit würde Furthammer zu einer Insel, die über zwei Brücken erschlossen ist.

Zusammenfassend zur Situation in Furthammer kann gesagt werden, dass durch eine entsprechende Dimensionierung des Durchflussquerschnittes die maximalen Strömungsgeschwindigkeiten so niedrig gehalten werden können, dass die Freizeitnutzung davon nicht beeinträchtigt würde.

Situation am Kraftwerksein- und Auslass:

Das Kavernenkraftwerk würde sich tief unter der Erde, einige hundert Meter südlich des Sees im Nordhang des Schauerbergs befinden. Die Zulaufstollen kämen, wie in der obigen Karte angedeutet, in der Bucht südöstlich gegenüber der Stollenmühle zu liegen.

Grundsätzlich werden bei Wasserkraftwerken möglichst niedrige Strömungsgeschwindigkeiten an den Ausläufen angestrebt, weil hohe Ausströmgeschwindigkeiten den Wirkungsgrad der Anlage reduzieren. Trotzdem muss ein wirtschaftlicher Kompromiss zwischen Baugröße der Anlage und maximaler Fließgeschwindigkeit am Auslass gefunden werden. Das wird dazu führen, dass vom Übergang der Zu-/Auslaufstollen zum See Strömungsgeschwindigkeiten auftreten können, die für eine Freizeitnutzung ungeeignet sind.

Glücklicherweise wird sich unser Zu- und Auslauf, wie oben gezeigt, in einer Bucht befinden, die an ihrem Eingang über 200 Meter breit ist. Verwirklich man die vorgeschlagenen schwimmenden Rundwege, dann kann die Kraftwerksbucht damit vollkommen abgetrennt werden. Der möglicherweise sicherheitsgefährdete Bereich wäre damit vom Freizeitsee klar zu unterscheiden.

Auch zu dieser Situation am Eingang der Bucht können zu- und Abströmgeschwindigkeiten ermittelt werden. Bei der kleinen Lösung kämen 1 Mio. Kubikmeter Wasser pro Stunde an, bei der mittleren 1,3 Mio. m³/h und bei der großen ca. 2 Mio. m³/h.

Nimmt man an, dass der schwimmende Rundweg einen Tiefgang von 1/2 Meter hat, dann stünde bei abgesenktem Wasserstand von den 2,5 Metern Wassertiefe für den Zufluss in die Bucht noch 2 Meter zur Verfügung. Die Querschnittsfläche läge bei ca. 200m * 2m = 400 m².

  • Bei der kleinen Lösung eines Sees mit 100 Hektar läge dann die Strömungsgeschwindigkeit im abgesenkten Zustand bei maximal 2,5 km/h, bei der mittleren bei 3,3 und bei der großen bei 5 km/h pro Stunde.
  • Bei einem mittleren Wasserstand mit 6 Metern Wassertiefe wären die Strömungsgeschwindigkeiten 0,9 | 1,2 und 1,8 km/h, 
  • bei maximalem Wasserstand mit 10 Metern Tiefe lägen die Werte bei 0,5 | 0,7 und 1 km/h.

Die Strömungsgeschwindigkeiten können in den Bereichen, die für Freizeitnutzung zugänglich sind, weiter reduziert werden, indem der Seegrund zur Kraftwerksbucht hin tiefer gelegt wird oder indem die schwimmende Straße noch weiter vor die Bucht verlagert wird.

Tagsüber, wo die Freizeitnutzung des Gewässers stattfinden wird, kommt das Wasser im Normalfall vom Berg herunter und strömt aus der Bucht hinaus. Eine Gefahr, dass zu diesen Zeiten Personen in die Stollen hineingezogen werden, bestünde selbst dann nicht, wenn widerrechtlich in der verbotenen Zone hinter der Abgrenzung geschwommen würde.

Strömungen sind am Meer und an allen Flüssen etwas ganz normales. Trotzdem ziehen diese Gewässer viele Menschen magisch an. Erlebnisschwimmbäder verfügen über einen Strömungskanal, in dem sich Badegäste und Kinder tummeln, wenn es mit viel höherer Geschwindigkeit als in unserem Freizeitsee rund geht. Im Wunsiedler See wären die Strömungen in den meisten Bereichen kaum wahrnehmbar oder so gemäßigt, dass sie einer Freizeitnutzung nicht entgegenstehen. Zonen, in denen die Strömung mehr als halbe Schrittgeschwindigkeit erreichen kann, lassen sich mit schwimmenden Rundwegen so absichern, dass eventuelle Gefahrenzonen (ohne Vorsatz) nicht erreichbar sind.

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