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M. Berger:
"Sicherheit von Staudämmen - Probabilistische und deterministische Sicherheitskonzepte für Dammbauwerke";
Supervisor, Reviewer: P. Tschernutter, J. Köngeter, F. Rudolf-Miklau; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, 2018; oral examination: 2018-05-08.

The following thesis is dealing with the fundamental topic of dam safety and methods of risk assessment for embankment dams. At the beginning of the work, an overview of possible failure mechanisms of embankment dams is presented. The general term of dam safety, as well as the Austrian safety concept for dams is discussed against the backdrop of international normative principals. During the further procedure, the theoretical basics of the concept of dam risk assessment are presented. Starting with the estimation of the probability of failure of spillways and bottom outlets, approaches for calculating the probability of failure due to overtopping are discussed. Furthermore, concepts for estimating the probability of internal erosion are presented. The theoretical part of this thesis will conclude with remarks about the determination of failure hydrographs, the basics of flood wave analysis and the study of consequences in case of a dam failure.

Abstract The application of the presented framework of a quantitative risk assessment will be demonstrated on the basis of two case studies. Furthermore, the differences between permanently and non-permanently impounded reservoirs will be presented and discussed. A special focus is set on the failure mechanism of slope failure and failure due to internal erosion. For estimating the consequences, a substantial flood wave analysis is conducted, which builds the basis for the concluding estimation of the potential loss of life. Finally, the gained results will be evaluated by reference to international standards of dam risk assessment.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der grundlegenden Thematik der Sicherheit von Stauanlagen sowie mit den Möglichkeiten und Verfahren zur Risikoanalyse von Staudämmen. Der einleitende Teil der Arbeit gibt eine Übersicht betreffend der möglichen Versagensursachen von Dämmen. Der Begriff der Stauanlagensicherheit, sowie seine Auffassung in Österreich wird vor dem Hintergrund von internationalen normativen Ansätzen zur Talsperrensicherheit diskutiert. Im weiteren Verlauf werden die theoretischen Grundlagen eines Konzeptes zur Risikoanalyse von Staudämmen erörtert. Es folgen Betrachtungen zur Ermittlung von Ausfallwahrscheinlichkeiten von Entlastungsanlagen sowie zur Ermittlung der Überströmwahrscheinlichkeit von Stauanlagen. Desweiteren werden Ansätze zur Bestimmung des Versagenswahrscheinlichkeit zufolge innerer Erosion vorgestellt. Die theoretische Abhandlung wird mit den Ausführungen zur Ermittlung von Abflussganglinien für den Versagensfall der Anlage sowie den Grundlagen der Flutwellenanalyse fortgeführt. Abschließend werden Verfahren zur Ermittlung des Schadenspotentials sowie deren Anwendung für die gegenständliche Arbeit diskutiert.

Abstract Die Anwendung des vorgestellten Konzeptes zur quantitativen Risikoanalyse wird anhand von zwei ausgewählten Fallbeispielen vorgestellt. Weiters werden die Unterschiede zwischen permanent und nicht-permanent eingestauten Anlagen aufgezeigt. Besonderes Augenmerk richtet sich in den Betrachtungen auf das Versagen der Dämme zufolge Böschungsbruch und innerer Erosion. Zur Ermittlung des Schadenspotentials werden Flutwellenanalyse für den Versagensfall durchgeführt und in weiterer Folge die möglichen Opfer quantifiziert. Abschließend werden die gewonnenen Ergebnisse anhand von internationalen Ansätzen zur Risikobewertung evaluiert.

Dam Break, Risk Assessment, Dam Safety, Embankment Dams, Flood Wave Analysis,