Talsperreninspektion: eine Aufzeichnung für eine hohe Mauer, tiefes Wasser und dunkle Kontrollgänge

Talsperren sind im Wesentlichen Gewichts- oder Bogenstaumauern aus Beton und Staudämme (Schüttdämme) aus Erde oder Fels. Bei Betonstaumauern ist auf Risse, Leckagen an den Fugen, Ausblühungen und Oberflächenschäden zu achten (Frost-Tau-Wechsel in kalten Regionen); bei Schüttdämmen auf Setzungen, Veränderungen des Sickerwassers und verschobene Steinschüttungen. Bei beiden wirkt sich der Verfall von Verschlüssen und Hochwasserentlastungen – der Einrichtungen, die Wasser abgeben – unmittelbar auf die Sicherheit aus, wenn es darauf ankommt.

In Japan führen Talsperrenbetreiber nach dem River Act tägliche Kontrollgänge und Messüberwachung durch, und Talsperren erhalten zudem regelmäßige behördliche Inspektionen. Seit 2013 durchlaufen Talsperren, die Flussbewirtschaftungsanlagen sind, außerdem innerhalb von 30 Jahren nach Inbetriebnahme und danach etwa alle 30 Jahre eine „umfassende Talsperreninspektion“, die die langfristige Alterung und den Zustand des Sperrenkörpers bewertet. Wasserkraft-Talsperren unterliegen zusätzlich den Inspektionsvorschriften des Elektrizitätssektors.

Die Mühe liegt in Höhe, Wasser und engen Räumen. Hohe Luftseiten werden per Seilzugang oder von Gondeln aus geprüft. Unterhalb der Wasserlinie auf der Wasserseite sind Taucher oder ROVs nötig, und tiefes kaltes Wasser ist für Menschen gefährlich. Kontrollgänge sind dunkel und feucht, und das Innere von Verschlüssen und Grundablassleitungen ist beengt. Zeitfenster, in denen der Stausee für eine Inspektion abgesenkt werden kann, sind begrenzt.

Bei Talsperren gilt: Luft- und Unterwasserdrohnen kombinieren. Fluggeräte übernehmen die Luftseite und die freiliegende Wasserseite; Fluggeräte mit Schutzkäfig übernehmen Kontrollgänge, Grundablassleitungen und Druckrohrleitungen; Unterwasser-ROVs und unbemannte Oberflächenfahrzeuge übernehmen, was unter der Wasserlinie liegt.

Die Luftseite wird als Raster mit konstantem Abstand beflogen. Mauern über hundert Meter werden in vertikale Bänder unterteilt, getrennt an den Fugen, was die Zuordnung zu den Zeichnungen erleichtert. Ist der Stausee abgesenkt, lassen sich Teile der Wasserseite, die normalerweise unter Wasser liegen, aus der Luft fotografieren – verpassen Sie diese Gelegenheit nicht.

Eine Talsperre vereint fast alle Bedingungen, die Drohnen schwerfallen. Tiefe Täler verengen den Himmel und verschlechtern GNSS; Talwinde sind stark und drehend. Am Fuß der Luftseite gibt es Sprühnebel aus den Abgaben, Kontrollgänge sind stockdunkel und feucht, und Leitungen und Druckrohre sind beengt.

• Ohne GNSS: GNSS fällt am Dammfuß und in Kontrollgängen aus. Setzen Sie Fluggeräte ein, die sich über LiDAR oder Kameras orientieren, und prüfen Sie den Satellitenempfang auf der Talsohle vorab. Ohne GNSS
• Höhe: die Höhe der Mauer belastet Sichtlinien und Funkverbindungen. Erwägen Sie Personal sowohl auf der Krone als auch luftseitig. Höhe
• Wind und Turbulenz: Winde kanalisieren sich durch das Tal und rollen über die Mauerfläche ab. Halten Sie einen Fluchtweg von der Mauer weg frei. Wind und Turbulenz
• Wasser und Feuchtigkeit: Gischt und Feuchtigkeit beschlagen Objektive und durchnässen Fluggeräte; achten Sie auf Kondensation in Kontrollgängen. Fliegen Sie nicht während Abgaben. Wasser, Gischt und Feuchtigkeit
• Dunkelheit: Kontrollgänge und Druckrohrleitungen sind auf Bordbeleuchtung angewiesen. Fixieren Sie die Belichtung und wiederholen Sie die Bedingungen vom letzten Mal. Dunkelheit
• Enge Räume: Stollen, Druckrohrleitungen und Verschlusskammern haben nahe Wände. Verwenden Sie Fluggeräte mit Käfig und Akkupläne mit Umkehrreserve. Enge Räume

Inspektionsdaten einer Talsperre werden lebendig, wenn Bilder, Punktwolken und Messaufzeichnungen auf einem einzigen Modell der Talsperre überlagert werden. Gliedern Sie Risskarten nach Fugennummer und prüfen Sie, ob Zonen mit steigendem Sickerwasser mit wachsenden Rissen zusammenfallen. KI ist gut darin, Risse, Leckspuren und Ablagerungen vorzuschlagen und Veränderungen zu zeigen. Die Bewertung der Talsperrensicherheit liegt in der Verantwortung von Talsperreningenieuren und Fachleuten.

Eine Vorlage, die Bilder und KI-Befunde in einen Bericht verwandelt, auf den der Eigentümer reagieren kann, finden Sie unter Drohnen- und KI-Befunde als Inspektionsbericht aufbereiten (Airffic Flight Institute).

In Japan werden Talsperren nach dem River Act und seinen Vorschriften zu Bauweise und Betrieb verwaltet; für Wasserkraft-Talsperren gelten zusätzlich die Vorschriften des Elektrizitätssektors. Es gibt wenige landesweite Regeln, die den Drohneneinsatz bei der Talsperreninspektion eigens regeln, daher liegt es beim Betreiber und der prüfenden Behörde, welche Aufzeichnungen wie verwendet werden. Talsperren liegen meist in den Bergen außerhalb dicht besiedelter Gebiete, doch Flüge nahe an der Sperre und ihren Einrichtungen oder außerhalb der Sichtweite müssen gegen die Vorschriften für besondere Flüge geprüft werden.

Im Ausland verlangt die US Federal Energy Regulatory Commission (FERC), dass unabhängige Gutachter bestimmte lizenzierte Wasserkraft-Talsperren (zum Beispiel solche über 10 m Höhe) alle fünf Jahre inspizieren, mit einer umfassenden Bewertung alle zehn Jahre. In England und Wales verlangt der Reservoirs Act 1975 Inspektion und Überwachung durch qualifizierte Ingenieure für große Stauanlagen mit hohem Risiko (inzwischen solche mit 10.000 m³ oder mehr). Die International Commission on Large Dams (ICOLD) veröffentlicht technische Leitlinien zur Talsperrensicherheit. Vergleichen Sie die Länder in den Vorschriften weltweit.

• Im Inneren des Bauwerks und im Untergrund: innere Risse, Gründungsfels und Sickerwege erscheinen nicht in Fotos. Sie gehören zu Messinstrumenten, Bohrungen und Geophysik.
• Abklopfen und Tasten: Beton auf Hohlstellen abzuklopfen erledigen weiterhin Menschen aus der Nähe.
• Trübes Wasser: Unterwasserdrohnen sehen bei starker Trübung nichts; kombinieren Sie mit Sonar und Tauchern.
• Funktionsprüfungen der Verschlüsse: Verschlüsse tatsächlich zu öffnen und zu schließen und Antriebe zu prüfen ist maschinentechnische Inspektionsarbeit.
• Sicherheitsbewertung und Betriebsentscheidungen: Wasserstand und Abgaben werden von Betreibern und Fachleuten entschieden.

Aus Sicht der Airffic-Redaktion läuft es so. Ein Drohnenport sitzt auf dem Dach der Talsperrenwarte und fotografiert die Luftseite jede Saison entlang derselben Route. Ein Fluggerät mit Schutzkäfig wartet im Kontrollgang und befliegt an jedem Tag, an dem sich die Sickerwasserwerte ändern, diesen Abschnitt und zeichnet ihn auf. Einmal im Jahr taucht eine Unterwasserdrohne und fügt die Wasserseite und die Einläufe demselben Talsperrenmodell hinzu.

Statt an Seilen zu hängen, verfolgen Ingenieure ein Jahrhundert an Veränderungen am Modell. Tauchgänge und Abstiege an der Mauer werden selten. Die Talsperreninspektion wandelt sich von einer Arbeit, bei der man gefährliche Orte aufsucht, zu einer Arbeit, die eine hundertjährige Aufzeichnung fortführt.