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Nichts geht ohne Sirenen - bei Flutgefahr drängt die Zeit

Weltweit existieren Zigtausende von Stauanlagen. Flüsse werden mit Hilfe von Talsperren zur Trinkwasserversorgung, zur Bewässerung oder zur Erzeugung von Energie mittels Wasserkraft aufgestaut. Im Bergbau erstellen Minengesellschaften Staudämme oder Rückhaltebecken für Wasser sowie für die Sedimente, die nach dem Auswaschen des Abbauprodukts wie beispielsweise Kupfer, Eisenerz, Gold oder Silber übrig bleiben. Diese Sedimente, ob flüssig, schlammig oder als Gestein, sind zudem oft toxisch oder radioaktiv. Für die Bevölkerung in der Umgebung stellen solche Stauanlagen ein grundsätzliches Risiko dar. Auch wenn sie ursprünglich sicher konzipiert worden sind, können Überalterung des Materials, Unwetter, Erdbeben aber auch menschliches Versagen zu einem Dammbruch führen. Brechen die Dämme, stürzen Wasser- oder Schlammmassen ins Tal und der Bevölkerung bleibt oft nur wenig Zeit, um sich in Sicherheit zu bringen.

Neben einer sicheren Arbeitsumgebung für die Minenarbeiter und Arbeiter an den Stauanlagen gilt deshalb dem Schutz der Bevölkerung ein großes Augenmerk. Das gilt sowohl im Tagebau, als auch bei Wasserkraftwerken und Stauseen zur Wasserversorgung. Sensoren überwachen deshalb die Dammstruktur und lösen bei Gefahr einen vorab definierten Warn- und Informationsprozess aus. Die Warnung muss binnen Sekunden und unmissverständlich erfolgen. Und das nicht nur direkt am Damm, sondern im gesamten Gebiet, das von der Flut- oder Schlammwelle überschwemmt werden könnte. Sirenenwarnsysteme sind in diesem Zusammenhang unverzichtbar. Sie sind laut und eindeutig. Sie sind deshalb nicht nur im Minenbereich installiert, sondern auch entlang der möglichen Route, die das Wasser oder der Schlamm bei einem Dammbruch oder bei einem geplanten Öffnen der Schleusen nehmen. Denn neben der Alarmierung im Notfall dienen sie auch dazu, Menschen vor Flutwellen zu warnen, etwa wenn größere Mengen Wasser gezielt abgelassen werden.

Anforderungen an Sirenen in Warnsystemen für Stauanlagen

  • Alarmsignal muss jeden im gesamten Gefahrengebiet erreichen können
  • Sekundenschnelle Auslösung
  • Einsatzbereitschaft der Sirene muss unabhängig vom Stromnetz sein
  • jede notwendige Kommunikationsinfrastruktur muss realisierbar sein
  • Einbindung in nationale Warnsysteme und Sirenennetze muss möglich sein
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Santa-Justa-Talsperre Portugal

Komponenten eines Sirenensystems für Stauseen, Talsperren, Rückhaltebecken

Kontrollzentrum eines Sirenen Warnsystems zur Flutwarnung bei Stauanlagen

Kontrolleinheiten

Die Überwachung der Stauanlage erfolgt meist vor Ort. Das dortige Kontrollzentrum hat in den meisten Fällen alle Informationen und ist in der Lage, die elektronischen Sirenen bei Gefahr in Sekundenschnelle auszulösen. Dies gilt vor allem bei privaten Betreibern von Minen oder Wasserkraftwerken. Oft genügt ein Kontrollzentrum, manchmal sind es auch zwei. Nicht selten erhalten auch staatliche Stellen ein weiteres Kontrollzentrum oder sie werden mit denen des Staudammbetreibers vernetzt. Bei staatlichen Energieerzeugern, die mehrere Wasserkraftwerke betreiben, oder auch bei größeren Anlagen werden die lokalen Kontrollzentren in der Regel um eine oder mehrere, mit einander vernetzte zentrale Leitstellen ergänzt, teilweise existieren zudem noch Backup-Center. In so großen Infrastrukturen erfolgt das Management in der Regel über PC-gestützte Leitstellen und die CCCS Bediensoftware. Meist handelt es sich bei Sirenenwarnsystemen für Stauanlagen jedoch um kleine bis mittlere Sirenennetze mit dem MCE-Gateway als Standardkomponente in der Kontrolleinheit, ergänzt um ein Bedienterminal oder externen Lösungen zum Auslösen. Auch hier ist die Kommunikationsstruktur so gewählt, dass binnen kürzester Zeit der Alarm erfolgen kann. Das MCE-Gateway zeigt hier seine Flexibilität, da es von seiner skalierbare Hardware und den vielen Schnittstellen den Aufbau vernetzter Master-Slave-Zentralen sowie einzelner, auch miteinander vernetzter redundanter Kontrollzentren ermöglicht.

Elektronische Sirenen

In Stauanlagen finden sich Warnsysteme mit einer elektronischen Sirene bis hin zu Sirenennetzen mit mehreren hundert elektronischen Sirenen. Doch das ist eher die Ausnahme. Am häufigsten bestehen Warnsysteme zur Warnung vor Flutwellen aus bis zu 25 elektronischen Sirenen. Diese müssen oft noch viele Kilometer vom Staudamm entfernt platziert werden. Unsere Experten ermitteln mit Hilfe von Schallausbreitungsanalysen die optimalen Standorte und die für den jeweiligen Standort erforderliche Sirenenleistung. Zu beachten sind dabei auch die Kommunikationsmöglichkeiten und die Sicherstellung der Stromversorgung. Elektronische Sirenen wie die ECN-D lassen sich optional mit lokalen Solarpanels betreiben und sind dadurch unabhängig vom Stromnetz. Dennoch halten sie das Alarmsignal mindestens 30 min bei gleicher Leistung. Darüber hinaus sind sie in der Lage, auch Sprachtexte und Durchsagen auszugeben und so neben der Warnfunktion auch eine Informationsfunktion auszuüben.  

Sirenen warnen in Stauanlagen und Staudämmen vor drohenden Flutwellen

Kommunikation

Die Kommunikation zwischen den Kontrollzentren und den Sirenen muss flexibel gelöst werden können, da besonders bei Stauanlagen die Infrastrukturen von Fall zu Fall sehr unterschiedlich sind. Meist kommunizieren die Kontrolleinheiten über Funk mit den Sirenen, aber auch über Modbus-RTU oder andere Kommunikationswege sind unsere Sirenen angebunden. Das MCE Gateway bietet durch seine flexiblen Schnittstellen und die breite Unterstützung von Standard-Kommunikationsprotokollen die erforderliche Flexibilität in der Kommunikation, sei es zu den Sirenen, als auch zwischen den Kontrollzentren oder über I/O-Schnittstellen mit Lösungen von Drittanbietern. Durch die eigene Hard- und Software-Entwicklung sind wir in der Lage, auf jeden Bedarf zu reagieren und  entsprechende Konzepte zu realisieren.