Flüsse und Seen

Talsperren

Eine mächtige Mauer hält noch mächtigere Wassermassen zurück, und das gelingt ihr nur dank ausgeklügelter Technik: Talsperren sind Meisterwerke der Ingenieurskunst. Sie werden schon seit Jahrtausenden gebaut.

Von Claudia Füßler

Eine Talsperre – viele Funktionen

Die älteste Talsperre, von der man heute weiß, stand in Ägypten. Hier bauten in der Nähe von Kairo die Menschen etwa 2600 bis 2500 vor Christus eine Art Steinschüttdamm in den Wadi Garawi. Der sogenannte Sadd-el-Kafara ist heute noch in Teilen erhalten.

Rund zwölf Meter hoch soll der Erddamm gewesen sein, den König Nimrod um 2000 vor Christus in Mesopotamien bauen ließ. Nimrods Staudamm leitete den Fluss Tigris um, so dass Gegenden bewässert werden konnten, die vorher unter Trockenheit litten.

Auch die Römer wussten, wie praktisch es war, Wasser aufzustauen und dann bei Bedarf darauf zurückgreifen zu können. Sie bauten zahlreiche Talsperren in den trockenen Gegenden ihres Imperiums und ertüftelten dabei einige Konzepte für Mauern, die bis heute Bestand haben.

Wer eine Talsperre baut, kann damit ganz unterschiedliche Ziele verfolgen – je nachdem, was er mit den Wassermengen anfangen möchte. Wesentliche Nutzungen sind die Trinkwasserversorgung und die Erzeugung von Energie, die Staumauer wird dann um die entsprechende Technik ergänzt.

Auch Industrie und Landwirtschaft können auf das in einer Talsperre gesammelte Wasser zurückgreifen, mitunter dient das Bauwerk auch der Schiffbarmachung eines bestimmten Flussabschnittes.

Talsperren können zudem Niedrigwasser aufhöhen und vor Hochwasser schützen, viele eignen sich auch gut zur Fischzucht. Als praktischer Nebeneffekt entsteht die touristische Funktion: Baden, Surfen, Segeln, Wandern – der Freizeit- und Erholungsfaktor an Stauseen ist hoch. 

Organisches Material und Methanproduktion

Eine Talsperre zu bauen, ist ein massiver Eingriff in die Umwelt. "Das Ökosystem Fluss ist nach dem Bau einer Talsperre kein Ökosystem Fluss mehr, sondern ein Ökosystem See", sagt Markus Weiler, Professor für Hydrologie an der Universität Freiburg und Präsident der Deutschen Hydrologischen Gesellschaft. Das sei nicht unbedingt schlechter. "Aber das bringt zahlreiche Veränderungen mit sich, es siedeln sich andere Lebewesen an und die Wasserchemie verändert sich."

Früher hat man versucht, beim Neubau einer Talsperre viel organisches Material – wie Bäume und Humus – aus dem Becken herauszuschaffen, bevor der See zum ersten Mal aufgestaut wurde. "Eine sinnvolle Maßnahme, denn so wird viel organisches Material und damit Kohlenstoff herausgebracht, der sich sonst im Wasser zersetzt und Methan bildet, was wiederum die Wasserqualität negativ beeinflusst", erklärt Weiler.

Aus finanziellen Gründen werden neue Talsperren heute jedoch oft direkt geflutet, ohne dass die Bäume vorher beseitigt werden. Allerdings kann auch nachträglicher Eintrag von organischem Material die Methanproduktion erhöhen.

Wie sich eine Talsperre auf die im dazugehörigen Stausee lebenden Fische auswirkt, hängt vor allem von der Art der Talsperre ab. Bei einem klassischen Flusskraftwerk mit einer Stillwasserzone und einem Wasserspiegel, der übers ganze Jahr hinweg recht konstant und wenig Schwankungen unterworfen ist, finden die Tiere andere Bedingungen vor als etwa bei einer Talsperre in den Alpen, wo der See im Frühjahr leer und im Sommer voll ist.

"Ein solcher ständiger Wechsel allerdings ist deutlich anstrengender für Lebewesen und schaltet Lebensformen am Ufer nahezu aus, da ihr jeweiliger Lebensbereich stets über mehrere Monate nicht vorhanden ist", sagt Weiler.

Ein Hangrutsch wird zur Katastrophe 

Wie wird sich die Umgebung einer Talsperre verändern? Welche Tiere bleiben, welche verschwinden, welche siedeln sich neu an? Pauschale Aussagen über Talsperren lassen sich nicht treffen, da die Situation überall eine andere ist. Geologische Gegebenheiten spielen ebenso eine Rolle wie Witterungen oder Verkehrsflüsse.

"Jeder See unterliegt seiner ganz eigenen Variation, man muss sich anschauen, was für Wasser reinkommt und wie es sich mit dem vorhandenen Wasser mischt, wie tief ist der See", sagt Weiler.

Der Bau einer Talsperre hat außerdem Auswirkungen auf Fließwege und den Grundwasserpegel. "Wenn da vorher ein Fluss war und ich staue das jetzt um 20 Meter auf, dann wird das Grundwasser im umliegenden Bereich ansteigen", sagt Weiler.

Das und auch die neuen Fließwege des Wasser im Untergrund kann man wissenschaftlich inzwischen gut vorhersagen. "Dann kann man sich die Auswirkungen anschauen und überlegen, ob man das auch wirklich so will – zum Beispiel eine neue Feuchtfläche in einem Bereich, wo Häuser stehen", sagt Weiler. 

Das Wasser, welches die Staumauer zurück hält, kann enorme Schäden anrichten, wenn die Mauer eben nicht mehr hält. Erdbeben, Hangrutsche in den Stausee, Veränderungen am Bauwerk selbst oder auch Sabotage können dazu führen, dass das Wasser über oder durch die Mauer flutet.

Die schiere Menge des Wassers gepaart mit seiner Kraft stellt eine Bedrohung dar, die im Laufe der Geschichte schon viele Menschenleben gekostet hat. Eine der schlimmsten Stausee-Katastrophen ereignete sich 1963 im Nordosten Italiens. Dort war der Fluss Vajont zu einem See aufgestaut worden. Die Stauung verstärkte einen bereits bekannten, aber als sehr langsam und daher ungefährlich eingestuften Hangrutsch an umliegenden Bergen.

Doch am späten Abend des 9. Oktober stürzten mit einer Geschwindigkeit von gut 100 Kilometern pro Stunde auf einer Länge von zwei Kilometern 270 Millionen Kubikmeter Gestein in den See – etwa doppelt so viel wie das Stauvolumen. Eine riesige Flutwelle ergoss sich sowohl talaufwärts als auch talabwärts über die Staumauer hinweg. Etwa 2000 Menschen starben in dieser Nacht, die Mauer blieb nahezu unbeschädigt.

Sicherheitskonzepte für jeden Gefährdungsfall

Keine Naturgewalt, sondern militärisches Kalkül führte im Zweiten Weltkrieg zu einer ähnlich großen Katastrophe in Deutschland: an der Möhnetalsperre in Nordrhein-Westfalen. Britische Bomber warfen in der Nacht vom 16. auf den 17. Mai 1943 spezielle Bomben ab, die gegen die Mauer prallen, hinabsinken und dann am Mauerfuß explodieren sollten.

Eine der Bomben erreichte ihr Ziel und der voll gefüllte Stausee wurde zur Flutwelle, die sich weit ins Ruhrtal ergoss. Je nach Quelle ist die Rede von 1284 bis mehr als 1600 Toten. 

Aufgrund der großen Gefahren hat die Sicherheit daher bei einer Talsperre oberste Priorität. Die Sicherheitskonzepte beziehen sich sowohl aufs Bauwerk selbst als auch auf die regelmäßige umfangreiche Überwachung.

Zudem muss für jeden möglichen Gefährdungsfall ein Notfallplan vorliegen. "Man setzt heute sehr viel daran, sicherzustellen, dass ein Damm nicht überflutet wird oder bricht", sagt Markus Weiler. Talsperren in Deutschland werden einmal im Jahr inspiziert, etwa alle zehn Jahre erfolgt eine tiefergehende Überprüfung.

(Erstveröffentlichung: 2019. Letzte Aktualisierung: 02.06.2020)