Deutsch-Kirgisisches Projekt gegen tickende Zeitbomben

Forschung zum Schutz von Staudämmen Deutsch-Kirgisisches Projekt gegen tickende Zeitbomben

Erosionen im Untergrund und Erdbeben bedrohen Staudämme weltweit. Ein Forscherteam will mögliche Schäden durch ein innovatives Überwachungs- und Frühwarnsystem reduzieren. Gefördert wird das Projekt vom Bundesforschungsministerium.

Ein deutsch-kirgisisches Forscherteam hat in ein innovatives Echtzeit-System entwickelt, welches Staudämme überwacht und Schadensprognosen liefert.

Ein deutsch-kirgisisches Forscherteam hat ein innovatives Echtzeit-System entwickelt, welches Staudämme überwacht und Schadensprognosen liefert.

Foto: Marco Pilz

Die Energiegewinnung aus Wasser ist für wasserreiche Staaten Zentralasiens von großer Bedeutung. Viele Anlagen wurden schon zu Sowjetzeiten errichtet, liegen allerdings in Gebieten, die durch Erdbeben bedroht sind. Hier hat ein deutsch-kirgisisches Forscherteam in Kirgistan angesetzt: Es entwickelte ein innovatives Echtzeit-System, das die Staudämme überwacht und Schadensprognosen liefert.  

Hangrutschungen besonders problematisch

"Kirgistan ist eines der Länder mit den größten Erdbebenrisiken", betont Projektleiter Marco Pilz, Experte für seismische Gefahren am Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam. Das GFZ leitet das deutsch-kirgisische Verbundprojekt MI-DAM am Kurpsai-Damm in Zentralkirgistan. Tief unter Zentralasien kollidieren die Kontinentalplatten: die indische drückt dabei gegen die eurasische Platte. Durch die Spannungen im Gestein erzittert immer wieder die Erde. "Tickende Zeitbombe" nennt Pilz den Untergrund. Vor allem Hangrutschungen stellen nach Aussage des Forschers eines der größten Probleme für Wasserkraftwerke in Gebirgsregionen dar. Es besteht auch die Gefahr von Tsunamis. Daher sei es umso wichtiger, ein Frühwarnsystem zu installieren, das kleinste Erschütterungen und Verformungen der Infrastruktur messen kann.

Ständige Überwachung durch verschiedene Sensoren

Dazu haben Pilz und sein Team ein System bestehend aus verschiedenen Sensoren installiert, die den Zustand der Infrastruktur und der Berghänge ständig überwachen. Die so erfassten Informationen kommen in Echtzeit in der Einsatzzentrale der Dammbetreiber an, von wo aus die Daten in Computermodelle fließen, die wiederum präzise Risikoanalysen errechnen. Auf Basis dieser Analysen können die Verantwortlichen konkrete Maßnahmen bis zur Evakuierung ergreifen. "Das funktioniert wie bei einer Ampel", sagt Pilz. Grün bedeutet, dass die Erschütterung folgenlos für den Damm geblieben ist. Gelb dagegen heißt, dass eine Inspektion erforderlich ist. Bei Rot ist mit großen Schäden zu rechnen.

Richtige Wartung ist zentral

Eine weitere Aufgabe steht in dem bis September 2020 laufenden Projekt noch bevor: die Schulung der Verantwortlichen vor Ort. Die kirgisischen Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler sollen mit den deutschen Partnern die Datenauswertung übernehmen. "Das System funktioniert nur dann gut, wenn es richtig gewartet wird", sagt Pilz.

Staudämme - Energie aus Wasserkraft

Weltweit gibt es mehr 45.000 Staudämme. Sie liefern sauberen Strom und können Überschwemmungen im Flusslauf verhindern. So stammt knapp ein Fünftel der global erzeugten Energie aus der Kraft des Wassers. Doch in vielen Regionen werden die Betonbauwerke zum Problemfall - sie sind marode. Gründe dafür sind neben einer mangelhaften Wartung vor allem Konstruktionsmängel. 

Das Projekt MI-DAM wird innerhalb der Fördermaßnahme "CLIENT II - Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Insgesamt fließen bis zu 100 Millionen Euro in die Entwicklung von Technologien, Produkten, Dienstleistungen und Systemlösungen.