Schöpfwerke
sind Hebevorrichtungen, die Wasser zum Bewässerung
von Feldern in der Landwirtschaft und zur Entwässerung
von Sümpfe und Moorgebieten oder von Niederungen an Flüssen
und in Marschen an der Nordsee bzw, zur Landgewinnung (hier sind es hauptsächlich
Siele)
eingesetzt werden. Dabei wird das Wasser durch diese technische Anlagen
angehoben, um es dann in die höherliegenden Felder zu verteilen oder
in die Flüsse bzw. das Meer ablaufen zu lassen. |
Diese Einrichtungen werden in
der Zukunft immer wichtiger, da tiefliegende
Gebiete durch das Ansteigen des Meeresspiegels
zunehmend entwässert werden müssen. Ein Beispiel sind die Niederlande,
die schon seit Jahrhunderten kontinuierlich entwässert werden. |
Schöpfwerke
werden durch verschiedene Energiequelle angetrieben.
Schon 1.000 v. Chr. wurden in China
Schöpfräder, die durch Wasserkraft eines Fließgewässers
angetrieben wurden, verwendet. In Norddeutschland und den Niederlanden
kommen Windräder oder Windmühlen
zum Einsatz. Aber auch die menschliche Arbeitskraft oder Zugtiere
werden zum Antrieb der Schöpfeinrichtungen eingesetzt. Heutzutage
werden zunehmend motorbetriebene Wasserpumpen verwendet. |
| |
Chinesisches
Schöpfrad |
Quelle:
Wilo SE |
|
| Chinesisches
Schöpfrad |
Bei dem chinesischen
Schöpfrad wurden mehrere Krüge an eine
Kette oder auf ein Rad gehängt. Menschen
oder Tiere setzten dieses Schöpfwerk
in Bewegung um Wasser zu heben. Archäologische
Funde weisen solche Becherwerke sowohl in Ägypten
als auch in China in der Zeit um 1000
v. Chr. nach. Bei dem chinesischen Schöpfrad
handelt es sich um ein Rad mit aufgesetzten Tontöpfen,
die an ihrem oberen Scheitelpunkt das Wasser ausgossen. |
|
|
|
|
Archimedische
Schraube |
Quelle:
Wilo SE |
|
| Archimedische
Schraube |
Archimedes
von Syrakus (287-212 v. Chr.), der wohl größte
Mathematiker und Wissenschaftler des Altertums, beschreibt
um 250 v. Chr. die nach ihm benannte Archimedische
Schraube. Durch die Drehung einer Spirale/Schnecke
in einem Rohr wird Wasser nach oben gehoben. Allerdings floss
immer eine Menge Wasser zurück, da noch keine gute Abdichtung
bekannt war. So entstand eine Abhängigkeit zwischen der
Schraubenneigung und dem Förderstrom. Im Betrieb konnte
zwischen einer größerer Menge oder größerer
Förderhöhe gewählt werden. Je steiler die Schraube
gestellt wurde, umso höher förderte sie bei abnehmender
Liefermenge. |
Da mit menschlicher
oder tierischer Kraft die Förderleistungen nicht ausreichten,
wurden die Archimedischen Schrauben (Schneckentrogpumpen)
mit der Energie des Windes
angetrieben. Hier war z. B. die Fluttermühle
(„Tjasker“ in den Niederlanden) der kleinste Typ
der Schöpfmühle. Die archimedische
Schraube direkt auf der Mühlenachse und das Wasser konnte
in den oberen Graben gehoben werden. Von dort wurde es über
einen Steg weitergeleitet. |
|
|
|
|
Diese Archimedische Schraube
und die Schwengelpumpe
wurde am Strand von Tönning aufgebaut.
Mit dieser Anlage können Kinder (aber auch
Erwachsene) die Funktion der Pumpe und einer Archimedischen Schraube
spielend kennenlernen.
|
|
|
|
|
Röhrenpumpwerk
Jacob Leupold |
Quelle:
Wilo SE |
|
| Röhrenpumpwerk |
Eine geniale Fortentwicklung
des Wasserrades findet man im Jahre 1724
bei Jacob Leupold, der gebogene Rohre
in ein Rad einbaute. Durch die Drehung des Rades wurde das
Wasser zwangsläufig zur Mittelachse des Rades gehoben.
Das in einem Fluss strömende Wasser ist zugleich der
Antrieb dieses Hebewerkes. Besonders auffallend an dieser
Konstruktion ist die Formgebung der gebogenen Rohre. Sie haben
eine verblüffende Ähnlichkeit mit der Formgebung
der Laufräder heutiger Kreiselpumpen. |
. |
|
|
|
|
|
Schon im
12. Jahrhundert wurden in Mitteleuropa Windmühlen
eingesetzt. Bis Mitte des 18. Jahrhunderts waren dann 200.000
Windmühlen in Betrieb. Diese wurden nicht nur als Getreidemühlen,
sondern auch als Pumpen zum Trockenlegen
von Sumpfgebieten und Trockenhalten
von den Niederungen (Polder, Koog, Groden)
in Holland und an der Nordseeküste eingesetzt. |
Sie wurden
Anfang des 19. Jahrhunderts nach dem zunehmenden Einsatz der
Dampfmaschinen stillgelegt. Im letzten Jahrzehnt
des 20. Jahrhunderts wurde die Windenergie zur Stromerzeugung,
z. B. auch durch Kleinwindkraftanlagen, "wiederentdeckt".
So werden inzwischen viele Landwirte zu Energiewirten.
|
|
|
|
|
Windkraftpumpe |
Quelle:
Molzan Windkraftpumpen |
|
Die Windkraftpumpen
werden seit Jahrzehnten zur stromlosen Föderung
von Wasser und Sauerstoff
in der Fisch- und Landwirtschaft
(z. B. aus Brunnen auf Viehweiden) eingesetzt. |
Die Windkraftpumpe
besteht aus einem feuerverzinkten freistehenden Mast, der
das wartungsfreie Exentergetriebe, den ausgewuchteten Rotor
und die Windfahne, die zur Steuerung und Abschaltung dient,
sowie die Pumpenanlage. Das hohe Drehmoment des Rotors ermöglicht
eine Wasser- sowie Sauerstoffförderung schon bei Windstärke
1 bis 2 Beaufort je nach Saughöhe, wobei schon bei Windstärke
4 bis 5 die Nennleistung erreicht ist. Die Windfahne dient
auch zur Drehzahlbegrenzung des Rotors bei Starkwind und verhindert
gleichzeitig eine Beschädigung der Windkraftanlage. Das
Rotorkreuz und Windfahnengestänge sind feuerverzinkt,
die Rotorflügel und Windfahnenbleche sind aus rostfreien
Edelstahl. |
| Die Windkraftpumpen eignen sich für
Be- und Entwässerung, für Weidetränken, zum Umpumpen,
zur Bewässerung und zur Belüftung von Fischteichen.
Quelle: Molzan Windkraftpumpen |
|
|
|
|
| Hydraulischer Widder |
| Ein Wasserschlag
(Druckstoß, Wasserstoß), der sich in der Trinkwasserinstallation
negativ auswirken kann, wird gezielt eingesetzt, um Wasser auf eine größere
Höhe zu bringen, in dem Wasser mit geringer Fallhöhe eingesetzt
wird. So wird ein Druckstoß in einer Rohrleitung als hydraulischer
Widder angewandt. Je abrupter das Stoppen erfolgt, desto größer
die Stoßenergie. |
Der hydraulische Widder
(Stoßheber, Staudruck-Wasserheber, Wasserwidder) arbeitet
ohne Motor, also ohne elektrische Energieverogrung.
Er kann bis 700 l/min auf 300 m pumpen (heben). Die Leistung
kann durch eine Anordnung in Reihe erhöht werden.
> mehr
|
|
Quelle:
Norbert Samweber-WAMA-Widder |
|
|
|
|
Schöpfwerke
werden nicht nur zur Entwässerung von Sümpfe
und Moorgebieten oder von Niederungen an Flüssen und in Marschen
an der Nordsee bzw, zur Landgewinnung, sondern auch als Pumpwerke
zum Hochwasserschutz durch die Regulierung
der Wasserstände eingesetzt. |
Pumpwerke werden
neben Rückhalte- und Entwässerungsanlagen
errichtet. In diesen Anlagen werden leistungsstarke Abwassermotorpumpen
(Trocken- oder Nassaufstellung) eingesetzt, die betriebssicher und wirtschaftlich
sind und eine lange Lebensdauer und geringe Unterhaltungskosten haben.
Dabei sind eine der wichtigsten Anforderungen an alle Anlagenkomponenten
eine hohe Materialbeständigkeit, um auch im Winter einen störungsfreien
Betrieb zu gewährleisten. |
Ein Beispiel
sind vier Schöpfwerke mit insgesamt 17 Pumpen der
Baureihe „Wilo-EMU FA“ im Leistungsbereich zwischen 100 und
800 l/s entlang der Sächsischen Saale gelegene Gemeinde
Oberkotzau und die Stadt Schwarzenbach. |
|
Abwassertauchmotorpumpen
„Wilo-EMU FA“ |
|
| Im
Schöpfwerk Schwarzenbach müssen die Pumpen im Hochwasserfall
einen Abfluss von bis zu 4,1 m3 /s bewältigen.
Fünf mit Froschklappen verschlossene Auslässe werden
bei Hochwasser geöffnet und geben das Wasser wieder an
die Saale ab. |
| Quelle:
Wilo SE |
|
| Hierbei handelt es sich um besonders
leistungsfähige Abwassertauchmotorpumpen
für die Nass- und Trockenaufstellung.
Sie bieten eine maximale Förderhöhe von rund 100
m oder einen Förderstrom von bis zu 2.400 l/s. Weiterhin
zeichnen sich die Pumpen durch ein hohes Maß an Montage-
und Wartungsfreundlichkeit aus. Durch den Einsatz von Sonderwerkstoffen
oder zusätzlichen Beschichtungen können sie wirkungsvoll
vor Korrosion und Abrasion geschützt werden. Daraus
ergibt sich eine hohe Verschleißfestigkeit, die zu
einer langen Lebensdauer, geringen Stillstandzeiten und
einem geringen Wartungsaufwand führt, was sich wiederum
positiv auf die Lebenszykluskosten auswirkt.
|
Zentrale
Aufgabe der Pumpwerke ist es, die Wasserstände
der Flüsse Saale und Schwesnitz zu regulieren
und bei Überschwemmung das in den Ortskernen zusätzlich
anfallende Wasser kontrolliert in die Flüsse abzuleiten.
Im Schöpfwerk Schwarzenbach müssen die Pumpen im
Hochwasserfall einen Abfluss von bis zu 4,1 m3/s bewältigen.
Fünf mit Froschklappen verschlossene
Auslässe werden bei Hochwasser geöffnet
und geben das Wasser wieder an die Saale ab. Bei Normalwasserführung
läuft das ankommende Polderwasser in freier Vorflut durch
das Schöpfwerk in das Gewässer.
Die Pumpwerke in Oberkotzau
halten den Wasserstand der im Ortskern in die Saale mündenden
Schwesnitz unter 482,80 m üNN. Steigt der Wasserstand
in der Schwesnitz über 482,15 m üNN, schließt
ein Absperrschieber über eine Niveausteuerung
mit Drucksonde automatisch den Auslauf zum
Vorfluter. Wenn bei geschlossenem Schieber Wasser in den Pumpensumpf
läuft, schaltet die erste Pumpe ab einem Wasserstand
von 1,5 m über Bodenhöhe ein. Reicht die Pumpleistung
nicht aus, um den Wasserspiegel konstant zu halten, werden
bei steigendem Wasserstand je 50 cm Anstieg weitere Pumpen
zugeschaltet. |
| Quelle:
Wilo SE - Redakteur: Vincent Domscheit |
|
|
|
|
|
Polderpumpe |
Quelle:
Wilo SE |
|
Polder
(Koog, Groden), ist ein an der Nordseeküste durch Deichbau und Entwässerung
aus der See gewonnenes, sehr flaches Land.
Der Deich bewahrt das Land vor Überflutung, da es niedriger
als der Wasserspiegel des Gewässers liegt, aus dem das
Land gewonnen wurde. |
Neben der Gewinnung
von Land aus dem Meer spricht man auch an Flüssen von
Poldern, meist handelt es sich um ehemalige Feuchtgebiete,
die nun landwirtschaftlich genutzt werden. So werden an Rhein
und Oder diese Flächen auch zum Hochwasserschutz mittels
Fluten genutzt.
Ist das Hochwasser ausreichend abgeflossen, pumpt man das
Wasser wieder aus den Poldern und kann diese bis zum nächsten
Hochwasser wieder landwirtschaftlich nutzen. |
Polderpumpen
sind für den Einsatz bei niedrigsten
Wasserständen (Off-Shore, Bergbau, Entwässerung
und als Ersatz für Wellenpumpen) geeignet. Sie haben
einen hohen Wirkungsgrad, sind unempfindlich, kompakt
und haben eine permanente Kühlung. |
|
|
|
|
Everschop-Siel
am Tetenbüllspieker im Jordtflether Koog |
|
Tetenbüllspieker
(Vorfluter) mit Sielzug und altem Siel im Jordtflether Koog |
|
Polderpumpe |
Quelle:
Wilo SE |
|
Siel
Im Gegensatz zu einem Schöpfwerkbenötigt ein Siel keine
Pumpen, da die Tore je nach dem Wasserstand
(Gezeiten - Ebbe und Flut) auf der Seeseite geöffnet
oder geschlossen werden.
Ein Siel (Schleuse)
ist ein Bauwerk im Seedeich
an der Nordseeküste, das Köge (Polder, Groden) entwässert.
Der Seedeich schützt das aus der See gewonnene,
sehr flache Land vor Überflutung, da es niedriger
als der normale Wasserspiegel der See liegt, aus dem das Land gewonnen
wurde.
Das bei dem zunehmenden Deichbau gewonnene
Land (Köge, Polder, Groden) muss ständig entwässert
werden. Das Wasser wird in den sog. Langstreifenfluren
aufgenommen. Hier sind die Fennen (Wiesen, Weiden)
gegrüppelt (Langstreifenflure - langgezogene flache Hügel)
und durch Entwässerungsfurchen (Grüppen)
versehen, damit sie schneller trocknen. Das Wasser sammelt sich
in den Furchen, fließt in Gräben und wird durch Sielzüge
in die Vorfluter vor den Sielen abgeleitet.
Ein Sielbauwerk besteht aus
• dem von außen sichtbaren Sielgebäude
• dem Antriebsraum und der Hubschützkammer
(im Inneren des Sielgebäudes)
• der Sielkammer mit dessen Ein- und Auslaufbauwerken
(Verbindungstunnel unter dem Deich zwischen Vorfluter und Nordsee)
Ein Siel benötigt keine Pumpen, da die Tore
je nach Wasserstand geöffnet oder geschlossen werden und das
aufgestaute Wasser aus dem Vorfluter frei abfließen
kann. Mit der einsetzenden Flut schließen
sich die auf der Seeseite angeordneten Tore
automatisch durch den Druck des auflaufenden Wassers und
öffnen sich bei eintretender Ebbe
wieder, wenn der Wasserstand des Vorfluters (Spieker, Speicher)
höher ist. Die Tore werden als Anschlagtore
oder Stemmtore ausgeführt. Neben einem oder
mehreren Hubschützen aus Metall oder Hartholz, die
über die Schützkammer mit dem Schützraum verbunden
sind und bedient werden müssen, dienen der Deichsicherheit.
Es werden auch Schöpfwerke
eingesetzt, die das Wasser direkt aus den Sielzügen in die
See pumpen. Hierzu werden Polderpumpen
eingesetzt, die für den Einsatz bei niedrigsten
Wasserständen (Off-Shore, Bergbau, Entwässerung
und als Ersatz für Wellenpumpen) geeignet sind. Sie haben einen
hohen Wirkungsgrad, sind unempfindlich, kompakt und haben
eine permanente Kühlung. |
Sielzüge
sind breite Entwässerungsgräben, die
zum Entwässerungssystem der Köge
(Polder, Groden) gehören. Das durch den Deichbau
gewonnene Land muss ständig entwässert
werden, weil es niedriger als der normale Wasserspiegel der See
liegt
Bevor das Wasser in die Sielzüge gelangt, wird es in den sog.
Langstreifenfluren aufgenommen. Hier sind die Fennen
(Wiesen, Weiden) gegrüppelt (Langstreifenflure - langgezogene
flache Hügel) und durch Entwässerungsfurchen
(Grüppen) versehen, damit sie schneller trocknen. Das Wasser
sammelt sich in den Furchen, fließt in Gräben
(Graften) und wird durch Sielzüge
über Siele (Schleusen) oder Schöpfwerke
in die Nordsee abgeleitet.
Die breiten Sielzüge wurden in den letzten Jahrhunderten auch
als "Bootsfahrtkanäle" zum Transport
von Gütern genutzt. So hatte z. B. Katingsiel,
am Ende des Süderbootfahrt-Kanals (von Garding nach Katingsiel)
gelegen, auch einmal einen Seehafen, weil das Siel vor dem Bau des
Eidersperrwerks in einem Seedeich eingebebaut war.
Heute ist es Bestandteil der Entwässerung des Katinger Watts. |
|
|
|
Ein Siel in einem ehemaligen Seedeich - Katingsiel |
Sielzüge im Katinger Watt |
|
|
| |
|
|
Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls
Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden,
bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig
Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere
Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter
kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen
Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende
Kontaktaufnahme mit mir könnte daher im Sinne der Schadensminderungspflicht
als unbegründet zurückgewiesen werden. |
| |
|
| Videos
aus der SHK-Branche |
SHK-Lexikon |
|
|
|
| |
