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DIE WASSERKRAFT

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Beschreibung der Stromverhältnisse und der projektierten flussbaulichen und hydraulischen Anlagen

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Als Manuskript gedruckt.

STRASSBURG

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Bemerkung.

Seitdem die vorliegende Broschüre erschien, wurde dem Unternehmer-

Konsortium Felten & Guilleaume Carlswerk Actien-Gesellschaft in Mülheim am Rhein und Schweiz. Druckluft- und Elektrizitäts-

Gesellschaft in Bern die Konzession zur Ausnützung der Wasserkraft bei

Laufenburg erteilt.

Durch die Konzessionsbedingungen hat das nachfolgend beschriebene Projekt einige Aenderungen erfahren. Von diesen ist besonders die Vergrößerung des Werkes hervorzuheben.

Die ganze Anlage ist von vorneherein für eine Netto Nutzleistung von

mindestens

50 000 P. S.

zu konstruieren.

Von dieser Energie stehen

30 000 P. S.

20 000 P. S.

das ganze Jahr und weitere

.rinde.stens io¹/! Monate im Jahre zur Verfügung.

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ie vorliegende Beschreibung bildet eine ergänzte Zusammenfassung der mit den bisherigen Projekten für eine Wasserkraftanlage am Rhein bei Laufenburg den Behörden vorgelegten technischen Berichte. Dabei ist jedoch alles weggelassen, was für das endgültige Projekt keine Bedeutung mehr hat, während anderseits der Text zum Zwecke einer möglichst erschöpfenden Darstellung wesentlich vermehrt und so mit Zeichnungen und Tabellen ausgestattet wurde, dass der gan^e Entwurf an der Hand dieser Schrift beurteilt werden kann. Die Bearbeitung des endgültigen Projektes sowie der vorliegenden Schrift geschah auf Grund des ursprünglichen Entwurfes des Herrn S. Z. de Ferranti durch den Unterzeichneten unter Mitwirkung des Herrn Ingenieur H. E. Grüner. Dabei wurden die Pläne und Beschreibungen für die Schüt^en- und Turbinenanlage von der Firma Theodor Bell 8f Cie, Aktien-Gesellschaft in Kriens und die der neuen Rheinbrücke von Felten $ Guilleaume, Carlswerk, Aktien-Gesellschaft in Mülheim a. Rh. geliefert.

Strassburg i. E., im April ig02.

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Der Rheinfall bei Laufenburg.

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Einleitung.

ie bedeutendste Errungenschaft der modernen Technik ist unzweifelhaft die Lösung des Problems der elektrischen Kraftübertragung. Mit einer alle Erwartungen übertreffenden Raschheit macht die Industrie von den Vorteilen dieser Erfindung Gebrauch. Die Möglichkeit grosser räumlicher Trennung zwischen der Krafterzeugung und Kraftanwendung ist auch dem Entstehen neuer Industrien ungemein förderlich. Diese können von einem beliebigen Punkte aus, wo ihre Ansiedelung vorteilhaft erscheint, eine schon vorhandene grosse Kraftquelle mitbenutzen und haben dabei volle Sicherheit hinsichtlich der Kosten ihres Energiebedarfs.

Ein scharfsinniger Techno-Philosoph hat schon im Hinblick auf die Vorgeschichte unserer heutigen Technik gesagt, die Kultur habe den bedeutendsten Schritt gemacht mit der Trennung der Erzeugung der Kraft von deren Verwendung. Dieser Satz lässt uns den allgemein kulturellen Wert der Energieübertragung ermessen.

Früher war die räumliche Trennung zwischen der Kraftquelle und der Verwendungsstelle noch unbedeutend ; heute aber sind wir auf dem Wege zi einer vollständigen Emanzipation von den örtlichen Verhältnissen.

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Unter diesen Umständen wurde die Krafterzeugung zu einer beson deren Industrie. Früher hatte man eine Dampf- oder Wasserkraftanlage stet: nur geschaffen, um den bestimmten Kraftbedarf eines schon vorhandenen ode: gleichzeitig anzulegenden Betriebes zu decken. Heute aber baut man Werke die lediglich den Zweck haben, Betriebskraft zu erzeugen, um sie ir Mengen an beliebig viele Abnehmer in der Form elektrischer Energie zu Es ist bekannt wie diese Industrie, die «Kraftfabrikation », im \

Jahrzehnt aus kleinen Anfängen einen gewaltigen Aufschwung gen und wie hoch ihr Nutzen allgemein geschätzt wird.

Viele Kraftwerke, deren Leistungsfähigkeit anfänglich weit über den Bedarf hinauszugehen schien, haben in kurzer Zeit vollen Absatz ihres Produktes gefunden und einzelne sind so emporgeblüht, dass sie ihre Leistungsfähigkeit bald vergrössern mussten.

Die Nutzbarmachung der Wasserkräfte in grossem Massstab ist durch diese Verhältnisse zu einer besonders vorteilhaften Industrie geworden. Nicht nur Wasserfälle und Stromschnellen werden heute als geeignete Gewinnungsstellen für Wasserkräfte angesehen, sondern man hat schon die Ausnutzung-normaler Gefällstrecken der Ströme in’s Auge gefasst.

Naturgemäss macht sich zwar in solchen Vorschlägen viel Optimismus bemerkbar, allein die Technik der Neuzeit hat schon manche Ueberraschung gebracht, so dass man in absprechenden Urteilen zurückhaltend sein sollte.

Wo in industriereichen Gegenden, wie am Oberrhein, Naturkräfte in der form von Wasserfällen konzentriert sind, erscheint deren Nutzbarmachung heutzutage wirtschaftlich geradezu geboten. Beim Rheinfall in Schaffhausen sind zwar wohl mit Recht ethische Interessen einer weitgehenden Ausbeutung im Wege, bei dem anderen, 70 km weiter unten gelegenen, kleineren Rheinfall von Laufenburg vermögen aber solche Gesichtspunkte nicht den Ausschlag zu geben. Es ist übrigens hier, wie weiter unten erörtert werden soll, eine Umgestaltung der Landschaft zu erwarten, bei der ein ästhetischer Ersatz für den verschwindenden Wasserfall in Aussicht steht.

Der Rheinfall bei Laufenburg wäre gewiss schon längst der Industrie teilweise dienstbar gemacht worden, wenn nicht die enormen Schwankungen des Wasserspiegels die Ausnutzung sehr erschwert hätten. Wegen dieser Veränderlichkeit der Wasserhöhe, die volle 17 Meter beträgt, ist eine Nutzbarmachung des Falles nur in grossem Massstab möglich. Die frühesten bekannten Anregungen hierzu datieren schon aus den sechziger Jahren des verflossenen Jahrhunderts. Im Jahre 1886 wurden vom Verfasser dieser Schrift die ersten Pläne und Studien dafür gemacht, die im September 1891 zu einer bei den Behörden durch die schweizerische Druckluft- und Elektrizität-Gesellschaft in Bern eingereichten Projektvorlage mit Konzessionsbegehren gediehen. Schon einige Wochen früher war seitens des Herrn S. Z. de Ferranti aus London ein schriftliches Begehren um die Konzession für eine Wasserwerkanlage am Rhein bei Laufenburg eingereicht worden, so dass zwei derartige Anträge miteinander ii Wettbewerb traten. Das erstgenannte Projekt war entworfen für eine irbinenanlage von effektiven 6000 Pferdekräften mit Zuleitung des Oberwassers du ch einen unter dem Städtchen Grosslaufenburg liegenden Tunnel. Das Projekt anti, für welches die Pläne im Jahre 1893 eingereicht wurden, lautete auf 2 effektive Pferdekräfte, deren Gewinnung durch ein mächtiges, 1 Kilometer 'alb Laufenburg quer durch den Rhein anzulegendes Stauwehr mit einge-

Turbinen erreicht werden sollte. Beide Projekte waren nur mehr oder weniger generell entworfen in der Annahme, dass für die Erlangung der Konzession eine derartige Vorlage ausreichend sei Dessenungeachtet war das Planmaterial bereits ein sehr umfangreiches, auch hatte das Studium der komplizierten Stauverhältnisse ausgedehnte Vorarbeiten erfordert.

Die Behörden brachten zwar den eingegangenen Anträgen grosses Interesse entgegen, verlangten aber Ergänzungen der Vorlagen und diese wurden seitens der Schw. Druckluft- und Elektrizitäts-Gesellschaft dazu benutzt, um ihr Projekt im Jahre 1892 auf 10000 Pferdekräfte zu erweitern.

1893 fand sodann die öffentliche Auflegung der Entwürfe statt, worauf eine Anhörung der zahlreichen Einsprecher gegen dieselben folgte. Das Ergebnis war wenig ermutigend. Man hatte nicht den Eindruck als ob eine Verständigung mit den Einsprechern leicht zu erzielen sei. Die Behörden verlangten eine Reihe von Ergänzungen der Vorlagen und es schien, dass man den Umfang der Anlagen, besonders aber auch die Stauung des Rheins vermindern müsse, um zum Ziele zu gelangen.

Das Fortschreiten der Verhandlungen litt auch unter dem Eindruck der Schwierigkeiten, welche sich dem Zustandekommen des schon 1890 konzessionierten Wasserkraftwerkes Rheinfelden in den Weg legten. Diese Anlage kam erst 1895 in das Stadium der Ausführung, aber ein allgemeines Vertrauen in die Prosperität derartiger Werke machte sich erst mit der erfolgreichen Inbetriebsetzung des Rheinfelder Werkes im Jahre 1899 geltend.

Das Projekt der Druckluft- und Elektrizitäts-Gesellschaft war unter dem Eindruck der Verhandlungen von 1893 vorerst auf 8000 Pferdekräfte reduziert worden. Im Jahre 1898 erklärten aber die Behörden, dass eine Erweiterung desselben auf 15000 Pferdekräfte möglich und erwünscht sei.

Einer Entscheidung bezüglich der Konzessionserteilung stand aber fortwährend noch der Umstand im Wege, dass dafür zwei Bewerbungen Vorlagen. Diese Schwierigkeit aus dem Wege zu räumen gelang im Dezember 1898, indem sich beide Interessengruppen vereinigten um die Konzession gemeinschaftlich zu erlangen. Schon vorher hatte sich die Firma Felten & Guilleaume, Carlswerk, in Mülheim a. Rh. der Bewerbung des Herrn de Ferranti angeschlossen. Die Behörden beider Uferstaaten wurden vom Zustandekommen der Vereinigung sofort verständigt. Auch wurde ihnen mitgeteilt, dass nun die weiteren Vorarbeiten gemeinschaftlich und zwar für beide Projekte so rasch wie möglich durchgeführt werden sollten.

Vorläufig handelte es sich um weitläufige Planaufnahmen und Stauberechnungen, die sich nach dem Verlangen der Behörden auf das ganze natürliche Staugebiet der Laufenburger Stromeinengung, d. h. bis Waldshut hinauf, erstrecken sollten.

Das neue Planmaterial wurde im Juli 1899 den Behörden unterbreitet. Dabei erklärte das aus der Vereinigung der beteiligten Firmen hervorgegangene

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Konsortium, dass es grundsätzlich das grössere der beiden Projekte vorziehe und befürworte. Damit kamen die Konzessionsbewerber nur den Wünschen der Behörden entgegen, die im allgemein volkswirtschaftlichen Interesse eine möglichst vollständige Ausbeutung der Wasserkraft für die einbezogene Gefälls-strecke für angezeigt hielten. Auch waren die anfänglich gegen das « Stauprojekt» erhobenen Bedenken geschwunden, nachdem auch anderwärts grosse Stauanlagen zur Gewinnung von Wasserkräften in bedeutenden Flüssen'angelegt worden waren.

Nachdem noch verschiedene Nachträge zu den eingereichten Plänen geliefert worden waren, gelangten dieselben im Frühjahr 1901 wiederum zur öffentlichen Auflage und im Anschlüsse an diese fand am 26. Juli 1901 eine mündliche Verhandlung unter Leitung von Vertretern der interessierten Regierungen statt. Dabei ergab es sich, dass die Schwierigkeiten hinsichtlich der Privateinsprachen sich wesentlich vermindert hatten. Die sachliche Prüfung des zur Ausführung vorgeschlagenen Projektes führte aber zu neuen Beanstandungen, deren wichtigste aus der Befürchtung hervorging, dass die im Rhein zuweilen in ausserordentlicher Menge vorhandenen Verunreinigungen durch treibendes Laub, Gras u. s. w., ferner die angetriebenen Sträucher, Wurzeln und anderes Treibholz zu häufigen Verstopfungen der Rechen und sogar der Grundablässe unter den Turbinen führen könnten. Dieses Bedenken musste namentlich im Hinblick auf die bei der Wasserkraftanlage Rheinfelden gemachten Erfahrungen als gerechtfertigt erscheinen. Die Notwendigkeit einer Umarbeitung des Entwurfes für die Turbinenanlage ergab sich übrigens ohnedies aus dem Umstande, dass in den zehn Jahren, seitdem die ersten Pläne aufgestellt worden waren, ein gewaltiger Fortschritt im Bau derartiger Anlagen sich vollzogen hatte.

Ausser der Umarbeitung des Entwurfes wurde auch eine Ergänzung desselben in folgenden Punkten verlangt:

« 1. Statische Berechnungen für die Schützen der Grundablässe, der Kammerschleuse und der neu anzuordnenden Flutdurchlässe. Desgleichen Berechnungen der Aufzugsvorrichtungen und der für die Bedienung und Durchschleusung erforderlichen Zeit.

2.    Graphische Darstellung der Kraftgewinnung bei den verschiedenen Wasserständen.

3.    Darstellung der Leitvorrichtungen nach der Kammerschleuse für die Flösse, sowie nach den beiden Flutöffnungen.

4.    Ufermauer auf badischer Seite unterhalb der Laufenburger Brücke und Futtermauer vor den Gebäuden, bezw. Gärten der an den Einsprachen Beteiligten.

5.    Nach Weisung der Beziehung der zulässigen Stauhöhen etwa 100 m oberhalb der Laufenburger Brücke für die verschiedenen Wasserstände zu den gleichzeitigen Wasserständen unterhalb des Wehres.

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6. Darstellung der Laufenburger Brücke in Grundriss, Ansicht und Querschnitt, wobei auf eine ästhetisch befriedigende Ausbildung des Bauwerkes zu sehen ist.

7. Revision und Zusammenfassung der verschiedenen Berichte und Nachträge der Projektbeschreibung. »

Die ebenerwähnten Berichte und ihre Nachträge sollen nun durch die nachfolgende eingehende Beschreibung des Projektes ersetzt, bezw. erweitert werden.

Bei der Neubearbeitung des Wehres und der Turbinenanlage wurde besonderer Wert darauf gelegt, die Bedenken wegen Verstopfungen der Grundablässe oder ungenügender Durchflussöffnungen bei Hochwasser gründlich zu beseitigen. Die einzig rationelle Lösung dieser Frage war zu erreichen durch eine vollständige Trennung von Stauwehr und Turbinenanlage. Wie oben erwähnt, erstreckte sich letztere nach dem ursprünglichen Entwurf auf die ganze Breite des Rheins und das Turbinengebäude wirkte in seinem unteren Teil zugleich als Stauwehr. Die Schützenöffnungen für die Abfuhr der Hochwasser waren Grundablässe von 8 m Breite und 4 m Höhe, die sich unter den Turbinen befanden.

Nach dem neuen Entwurf soll nun das Turbinengebäude in die Nähe des hierzu besonders geeigneten schweizerischen Ufers verlegt werden, während das Stauwehr den übrigen Teil der Flussbreite einnimmt und mit grossen Schützenöffnungen versehen ist, die es gestatten, dem Flusse gerade im Bereiche der jetzigen Hauptströmung freien Abfluss zu lassen. In der Nähe des badischen Ufers enthält die felsige Flusssohle eine vertiefte Rinne, deren Offenhaltung bei Hochwasser schon mit Rücksicht auf die Geschiebeabfuhr geboten ist.

Bei dieser durchgreifenden Aenderung der Wehr- und Turbinenanlage wurde grundsätzlich daran festgehalten, dass die übrigen Teile des Projektes keinerlei Aenderung erleiden und die Stauverhältnisse genau so bleiben sollten wie sie bereits im vorhergegangenen Entwürfe dargestellt und berechnet worden waren.

Für die Einsprecher gegen das frühere Projekt sind somit die Verhältnisse in keiner Weise geändert,, wenn man von der grösseren Sicherheit absieht, die geboten wird für eine unschädliche Abfuhr der Hochwasser.

Dieses neue endgültige Projekt bildet den Gegenstand der vorliegenden Beschreibung.

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Stromverhältnisse.

ie Stromverhältnisse des Rheins bei Laufenburg erhalten ihr eigenes topographisches Gepräge durch einen Rücken von Urgebirge (Gneis), der hier vom Schwarzwald her gegen den Jura vorgeschoben ist. Der widerstandsfähigere Gneisfels hat bei der allmäligen Vertiefung des Rheinbettes ein natürliches Stauwehr gebildet und wirkt noch stets als solches. Bei der Rheinbrücke in Laufenburg verengt sich das Flussbett plötzlich und bildet auf etwa i Kilometer Länge eine tief eingeschnittene Rinne mit viel-buchtigen, rauhen Ufern. Die Breite des Flusses beträgt hier an mehreren Stellen bei Mittelwasser weniger als 25 m und bei Niederwasser an der engsten Stelle im « Laufen » nur etwa 8 m, während oberhalb und unterhalb Laufenburg die mittlere Strombreite 160 m erreicht. Unmittelbar unterhalb der Rheinbrücke, wo der Fels besonders zähe ist, beginnt die Stromschnelle von etwa 100 m Länge, der sogenannte « Laufen ». Derselbe bildet einen Absturz von 3 m Höhe bei Mittel- und Hochwasser und 2 m Höhe bei Niederwasser. Am Ende dieser Stromschnelle Überwerfen sich die Wogen und brechen sich wildschäumend an den zackigen P'elsufern. Es folgt hierauf eine kleine, etwa 150 m lange Erweiterung des Flussbettes bei der sog. « Badstube », dann wiederum eine schluchtartige, 500 m lange Einengung mit steilen, unregelmässigen Felsufern, die sog. «Enge». Hier zwängen sich die Wassermassen wiederum wirbelnd und schäumend hindurch bis zum breiteren Bett beim sog. « Schäffigen », wo die Strömung wieder eine ruhigere wird.

Dieses Bild bietet der Rhein bei den gewöhnlichen Wasserständen. Beim Nieder- und Hochwasser ist es wesentlich anders. Da im ganzen Bereich des eingeengten Flussbettes die Wassertiefe sehr bedeutend ist (15 bis 30 m), so sind die Profilflächen des Flusses in der Enge bei Niederwasser reichlich gross, und die Strömung ist dann hier kaum merkbar. Beim Laufen bleibt aber immer noch ein Absturz von 2 m Höhe, weil hier eine tiefer liegende Felsrippe, der « Laufenstein », das Flussbett auf wenige Meter Breite einengt.

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auf den Laufen 3 m und auf die Enge 6,70 m

Bei Hochwasser ist die Strömung auf der ganzen i km langen, in das Urgebirge eingeschnittenen Strecke ungemein reissend und wild. Die Stauung, welche durch die Verengung hervorgerufen wird, ist dann sehr beträchtlich. Sie würde noch grösser sein, wenn sich der Rhein über dem Mittelwasser-Niveau bei der Laufenburger Brücke nicht auf die doppelte Breite ausdehnen könnte. Trotzdem beträgt die Höhendifferenz zwischen Nieder- und Hochwasser oberhalb der Brücke 17 m, während sie z. B. in Säckingen oder Basel nur etwa 7 m ausmacht. Dementsprechend beträgt das Gefälle auf der betrachteten Strecke bei Hochwasser 9,70 m, wovon entfallen.

Dem bedeutenden Wechsel der Wasserstände entspricht die Konfiguration der Ufer stromaufwärts im Gebiete des natürlichen Staues. Diese Ufer sind vorwiegend steil geböscht und bewaldet Sie bestehen aus Bänken von grobem Kies, die oft zu Nagelfluh verkittet sind. Die Oberkante der Böschungen fällt ungefähr mit der Hochwasserlinie zusammen, so dass, entsprechend dem Verlaufe der Staulinie, die Böschungshöhe rheinaufwärts immer kleiner wird.

Es geht hieraus schon ohne Weiteres hervor, dass das Ufergebiet von Laufenburg aufwärts durch eine künstliche Stauung nicht benachteiligt wird, so lange dieselbe innerhalb des vom gewöhnlichen Hochwasser benetzten Ufergebiete bleibt. Die Baulichkeiten und Kulturen an beiden Ufern sind bereits solchen Wasserständen angepasst.

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Wie aus dem Längenprofil ersichtlich ist, reicht die Stauung des Hoch-etwa 15 km rheinaufwärts. Immerhin sind Hochwasser, bei denen sie in dieser Ausdehnung zur Geltung kommt, selten.

Neben dieser ausserordentlichen Schwankung der Wasserhöhe bildet die bereits erwähnte bedeutende Tiefe der Flussrinne eine Merkwürdigkeit der Stromverhältnisse.

Im unteren Teil der Enge, bei der sog. «Schnelle», hat der Rhein bei Mittelwasser 34 m Tiefe und seine Sohle reicht auf die Cote 258 (über schweizer N. N.) hinunter, d. h. sie liegt ebenso tief wie 35 km weiter rheinabwärts zwischen Rheinfelden und Basel.

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Der Höhenunterschied zwischen der Flusssohle und dem Hochufer beträgt der erwähnten Stelle 60 m.

Es sollen nun die geologischen Verhältnisse der Stromschnelle etwas näher erörtert werden.

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Der Gneis, welcher schon 6 km oberhalb Laufenburg am rechten Rheinufer bei Hauenstein auftritt, erscheint in der Nähe von Laufenburg zuerst wieder 300 m oberhalb der Rheinbrücke am rechten Ufer. Am linken Ufer tritt er erst weiter unten beim «Hotel Soolbad» auf. Dementsprechend verschwindet er auch wieder zuerst am linken Ufer 1400 m weiter unten bei der Ausmündung

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21

des Schäffigenweges gegen den Rhein. Am rechten Ufer und im Flussbett lässt er sich noch weiter stromabwärts verfolgen.

Der Gneis ist meist dunkelfarbig und reich an Glimmer (Biotit), stellenweise sind aber glimmerarme und feldspatreiche Gänge und Schichten vorhanden, die ein granitartiges Aussehen haben; an anderen Stellen zeigen sich ansehnliche Quarzeinlagerungen. Die Schichtung ist ziemlich unregelmässig und häufig sind Faltungen zu beobachten. Vorwiegend fallen die Schichten unter 40 bis 600 nach SW bis NW ein.

Im Schäffigen, wo die Wehr- und Turbinenanlage projektiert ist, scheint der Gneis etwas weniger widerstandsfähig und verwitterbarer zu sein als weiter oben. Immerhin bildet er noch einen vorzüglichen Baugrund. Hier tritt auch teilweise eine rotfarbige thonige Ueberlagerung auf, die zahlreiche isolierte Gneisbrocken enthält und die von den Geologen ursprünglich zum Zechstein (Rotliegendes) gerechnet wurde, in neuerer Zeit aber als zum Buntsandstein gehörig betrachtet wird. Die Ausdehnung dieser, nur eine Kruste bildenden Formation ist noch nicht festgestellt, es sind aber flachrückige Klippen davon mitten im Rhein nachgewiesen.

Wo im Rhein der Gneis und die ebenerwähnte Ueberlagerung verschwinden, tritt grobes Geschiebe auf. Solches fällt jedoch hier nur in Betracht bei einem Teil des Aushubs für den Unterwasserablauf. Wahrscheinlich wird sich auch dort in nur zu geringer Tiefe der feste Fels vorfinden.

Wir gelangen nun zur genaueren Bestimmung der verschiedenen W a ss erstände und der ihnen entsprechenden Abflussmengen. Die Grundlagen hierfür finden wir in den Pegelbeobachtungen des eidgenössischen hydrometrischen Bureaus bei Laufenburg und Basel, und in den in Basel ausgeführten Messungen der Durchflussmengen. Während der Projektstudien sind ausserdem zahlreiche Nivellements der Wasserstände oberhalb und unterhalb Laufenburg unter gleichzeitiger Beobachtung des Pegels bei der Rheinbrücke gemacht worden und zwar bei verschiedenen Wasserständen.

Bezüglich des ebengenannten Pegels ist zu bemerken, dass derselbe nicht, wie dies scheinen möchte, Höhen über Normal-Null angiebt, sondern um 1,25 m geringere.

Da Bestimmungen der Abflussmengen nur für Basel Vorlagen, so mussten, um die den verschiedenen Laufenburger Pegelständen entsprechenden Abflussmengen festzustellen, vorerst die korrespondierenden Pegelablesungen von Basel und Laufenburg festgestellt werden. Dies geschah vermittelst der Tabelle r, welche für den Zeitraum von 1876 bis 1899 aus den graphischen Darstellungen des eidg. hydrometrischen Bureau’s zusammengestellt wurde. Aus den zahlreichen Höhenzahlen, welche für die gleichen Tage die beiden Ablesungen geben, wurde für je eine Periode von 5 Jahren das Mittel gezogen. Wenn man nun die fünf Reihen von Mittelzahlen, welche sich für die betrachtete Periode ergeben,

Tabelle i.

Korrespondierende Pegelstände in Iiaufenburg und Basel.

Ansehwellungs-Rasehheit der floehfluten bei Laufenburg

57

?6

Verlegung des Schreienbach-Bahndurchlasses.

Korrespondierende Pegelstände in Iiaufenburg und Basel.

1876-1899

Zusammengestellt nach den graphischen Darstellungen des Eidgenössischen hydrometrischen

Bureau in Bern.

Der

Basler Pegel zeigte bei einem Stand des Laufenburger Pegels von:

Jahr

291.0

292.0

293.0    294.0

295.0    296.0

297.0    298.0    299.0    300.0    301.0    302.0    303.0

304.0

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Mittel

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2.27    2.63    3.00

3.45

3.86

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Tabelle 1.

Jahr

(Fortsetzung.")

Der Basler Pegel zeigte bei einem Stand des Laufenburger Pegels von:

291.0    292.0    293.0    294.0    295.0    296.0    297.0    298.0    299.0    300.0

301.0    302.0    303.0

304.0

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92 I

II

93 I

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1.4    1.7

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Mittel

1894—98 0.00

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0.66    1.01    1.35    1.69

2.o5    2.48    2.90    3.3i    3.8    4.1

mit einander vergleicht, so zeigt es sich, dass die Ablesungen am Basler Pegel fortwährend kleiner werden. Dabei ist vorausgesetzt, dass diejenigen von Laufenburg sich für die gleichen Abflussmengen nicht ändern, weil hier das Rheinbett durch den Fels unveränderlich festgelegt ist. Dagegen zeigt sich in Basel deutlich die langsame Austiefung der Flussrinne durch die Rückwirkung der badisch-elsässischen Rheinkorrektion. Die Senkung beträgt seit 1876 ungefähr einen halben Meter. Als massgebend für die Vergleichung der Pegelstände wurde schliesslich das Mittel aus den Jahren 1894—98 festgehalten.

Die bei Basel beobachteten Abflussmengen sind in neuerer Zeit ebenfalls vom eidg. hydr. Bureau gesichtet und graphisch aufgetragen worden. An der

Tafel IV.

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Hand dieses Materials haben wir die « Graphische Darstellung der Abflussmengen » aufgestellt, in welcher zugleich ersichtlich ist, auf welche Messungen sich die Wassermengenkurve stützt. Für die grösseren Hochwasser (über 2261 m³/sec.) sind leider keine Messungen vorhanden. Nach dem bekannten klassischen Werke über den Rheinstrom, das vom badischen Centralbureau für Meteorologie und

Nach Massgabe der Messungen in Basel für man für den höchsten Pegelstand auf etwa

Hydrographie herausgegeben wurde, ist die grösste Hochwassermenge zu 5000 bis 6000 m³/sec. anzunehmen.

1781 und 2261 nP/sec. würde

Diese Zahl, die immerhin etwas hoch erscheint, wird auch von Prof. Hagenbach für das grösste Hochwasser von 1876 auf Grund einer Messung mit

5100 m³/sec. schliessen können. Da sich aber die Wassermengenkurve nach oben hin etwas verflacht, so dürften 5500 m³,/sec. der Wahrheit ziemlich nahe kommen.

den Basler Abflussmengen abziehen, so besitzen wir

Oberflächenschwimmern angegeben. Wenn wir nun noch die Zuflüsse zwischen Laufenburg und Basel von

die Abflussmengen für Laufenburg in Funktion der

alle nötigen Daten, um dortigen Pegelablesungen darzustellen. Diese Zuflüsse spielen indessen nur eine

unbedeutende Rolle.

Da für die einzelnen Nebenflüsse Messungen fehlen, so muss die Zufluss

dem obengenannten Werke über den Rheinstrom

menge auf Grund des Einzugsgebietes bestimmt werden. Letzteres ist in folgender Uebersicht aus

zusammengestellt.

Einzugsgebiet der Zuflüsse des Rheins zwischen Laufenburg und Basel

1804.49 km²

Tabelle 2.

Berechnung eoprespondierendep Pegelstände in Basel und haofenbupg

fü.r die gegenwärtigen ”Vertiältnisse.

(Rheinsohle des Jahres 1896).

Die beobachteten Vergleichs Ablesungen sind Mittel der entsprechenden Pegelbeobachtungen während der Jahre 1894-1898 (Tab. 1).

Die berechneten Vergleichs Ablesungen werden durch geradlinige Interpolation aus diesen Werten erhalten und beziehen sich meistens auf Basler Pegelstände, für welche die Abflussmengen gemessen sind.

Für die höchsten Rheinstände lagen nur wenige Vergleichs-Werte vor, so dass besonders markante Werte aus den graphischen Darstellungen des Hydrometrischen Bureaus in Bern und aus der tabellarischen Zusammenstellung der Haupt-Ergebnisse der schweizerischen hydrometrischen Beobachtungen entnommen werden mussten.

Diff.

Bemerkung

Beobachtete Vergleichs Ablesungen

Berechnete

Vergleichs Ablesungen

Laufenburg

Basel

Laufenburg

Basel

291.00

0.00

35

290.57

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292.00

0.35

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291.17

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293.00

0.66

35

291.75

0.26

294.00

1.01

34

292.26

0.44

295.00

1.35

34

294.94

1.33

296.00

1.69

36

295.65

1.57

297.00

2.o5

43

298.00

2.48

42

299.00

2.90

41

3oo.00

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298.33 299.85 299.95

2.64

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3.29

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5.6o

3o3.43

5 20

\ Nach den graphischen Darstell-I ungen des Hydrom. Bureau.

3o5.40

6.12

307.00

6.57

3o6.40

6.40

^ Nach den „Haupt-Ergebnissen“ ) des Hydrom. Bureaus.

28

Für das betrachtete Gebiet darf man die Minimal-Abflussmenge zu 7 Liter für den Quadratkilometer annehmen und hieraus ergiebt sich eine kleinste Zuflussmenge von

7 • 1804

1000

= 12,63 m³/sec.

Wir hätten demnach rund 12 m³/sec. Zufluss bei einer Abflussmenge des Rheins in Basel von 280 m³/sec. Somit betragen die Zuflüsse

12

280

= 0,043

von der Gesamtwassermenge.

von

Nach Massgabe dieses Faktors sind in der graphischen Darstellung der Abflussmengen die Zuflüsse auch für die höheren Wasserstände bestimmt und in einer besonderen Kurve aufgetragen. Die horizontale Entfernung dieser Linie derjenigen der Abflussmengen in Basel entspricht den für Laufenburg in Betracht fallenden Mengen. Für das grösste Hochwasser ergeben sich dabei 5500 — 0,043 • 5500 = 5263 m:i/sec. Diese Zahl stimmt befriedigend überein mit der von den Behörden angegebenen von 5250 m³sec.

Zur Uebertragung der für Basel gefundenen Ergebnisse auf die Pegelablesungen von Laufenburg wurde die Tabelle 2 aufgestellt. In derselben sind die Grössen ermittelt, um welche das Wasser am Basler Pegel steigt für jeden Meter Ansteigen am Laufenburger Pegel. Sodann werden in der Tabelle 3 die Pegelstände in Laufenburg bestimmt für diejenigen in Basel, bei welchen die Wassermessungen vorgenommen wurden, während sich gleichzeitig durch Abzug der Zuflussmengen der Strecke Laufenburg-Basel die entsprechenden Abflussmengen ergeben.

Zu diesen Ermittlungen ist noch zu bemerken, dass die Ablesungen für die tiefen Wasserstände in Laufenburg oft etwas zweifelhaft sind, weil das betreffende Pegelstück zeitweise fehlte und dann wahrscheinlich die Höhen nur geschätzt wurden. Auch macht der starke Wellenschlag am Pegel die Ablesungen etwas unsicher

Von den früheren Ermittlungen der Abflussmengen weicht diese neue Aufstellung nur unbedeutend ab. Für die tiefen Pegelablesungen ergeben sich etwas kleinere, für die höheren grössere Wassermengen. Wesentlich grösser sind die Hochwassermengen im Vergleich mit den s. Z. für die Wasserkraftanlage in Rheinfelden gemachten Annahmen. Dort wurden z. B. für die Pegelablesung 2,62 in Basel nur 1320 m³/sec. angenommen, während wir nach den neueren Messungen auf 1781 m³/sec. kommen.

2₉

Tabelle 3.

Bestimmung der flbflussmengen des Rheines bei haufenbarg naeh den Basler Messungen.

(Gültig für die Rheinsohle des Jahres 1896).

Basel

Pegelablesung

Wassermenge

Zuflüsse zwischen Basel und Laufenburg

Laufenburg

Pegelablesung

Wassermenge

m³/sec.

m³/sec.

m³/sec.

o. i5

280

12

290.57

268

+ 0.06

326

14

291.17

3l2

0.26

385

17

291.75

368

0.44

465

20

292.26

4₄5

j.33

829

36

1.57

986

42

2.62

1781

76

3.25

2261

97

3.29

2356

101

5.20

4100

176

6.40

5355

23o

294.94 295.65 298.33 299.85

299.95 3o3.43 3o6.40

793

944

1705

2164

2255

3924

5i25

Folgendes sind nun die charakteristischen Beziehungen, die sich aus diesen Ermittlungen ergeben :

In Laufenburg beträgt

beim Pegelstand

die Abflussmenge in m³/sec.

Bekannter tiefster Stand . Gewöhnlicher Tiefstand

290.57

292.50

268

Mittelwasserstände

²95

460

800

296.50

1200

Hoch wasser stände

299.20

307

2000

3o

Es wurde oben gesagt, dass die Beschaffenheit und Kultivierung der Rheinufer oberhalb Laufenburg dem bedeutenden natürlichen Hochwasserrückstau angepasst sei. Immerhin richten auch in diesem Gebiete die grössten Hochwasser, wie die von 1852 und 1876, bedeutenden Schaden an. Die Grenze, bei welcher die Hochwasser auf die besser kultivierten Fluren übertreten und über welche hinaus somit der Aufstau Schaden anrichten könnte, wird durch ein Hochwasser bezeichnet, das oberhalb der Rheinbrücke ungefähr 4 m unter demjenigen von 1876 (dem höchsten bekannten) bleibt. Ueber dieses. Niveau darf auch eine künstliche Stauung nicht mehr stattfinden und wir bezeichnen • deshalb in Folgendem diese Wasserlinie kurz als «Staugrenze».

Aus den Eidg. hydrometrischen Beobachtungen haben wir eine Durchschnittskurve der Pegelablesungen (Tafel VI) aufgezeichnet, welche somit den durchschnittlichen Wasserstand für alle Tage des Jahres angiebt. Aus derselben geht hervor, dass der Sommerwasserstand im Mittel 5 m über das Winterniederwasser ansteigt. Das Maximum fällt auf Anfang Juli, das Minimum auf Mitte Februar.

nur

von

Die Tabelle 4, welche die Beobachtungen von 22 Jahren umfasst, giebt Aufschluss über die jeweilige Dauer der einzelnen Wasserstände, bezw. der Anzahl Tage, während welcher gewisse Abflussmengen vorhanden waren. Diese Tabelle giebt ein für den Betrieb einer Wasserkraftanlage besonders wertvolles Bild vom Regime des Flusses. Es geht aus ihr hervor, dass innerhalb der Jahre 1879-1900 das Niederwasser nur einmal und zwar während 11 Tagen unter 270 nri/sec. gesunken ist. Im Mittel tritt somit dieses Minimum jährlich V₂ Tag lang ein. Die längste Dauer für einen Niederwasserstand unter 460 m³/sec. betrug 110 Tage, die mittlere 54 Tage. Die längste Periode für weniger als 1000 nri/sec. betrug 166 Tage, die längste für einen höheren Wasserstand 1000 — 2940 nri/sec., 197 Tage, die mittlere Dauer für letztere Abflussmengen 130 Tage. Die längste Dauer für eine Abflussmenge über 3000 m³/sec. betrug 3 Tage, die mittlere V2 Tag.

Von besonderem Interesse ist die Raschheit der Anschwellungen, über welche für die Jahre 1876—1900 die Uebersicht auf Tabelle 5 zusammengestellt wurde.

zum

Das rascheste Ansteigen mit 0,29 m in der Stunde oder 7 m in einem Tag fand im Jahre 1882 statt. Da dasselbe schon von einem hohen Wasserstande ausging, so ist auch die Zunahme der Wassermenge mit 121 m³ in der Stunde die bedeutendste, welche beobachtet wurde. Diese Ermittlungen werden eine Rolle spielen für die Festsetzung der Zeit, welche vor einer ankommenden Flutwelle Oeffnen der Schützen im Stauwehr verwendet werden darf.

Die Geschiebeabfuhr des Rheins ist bei Laufenburg wohl nicht bedeutend, während der Transport feinerer Sinkstoffe bei den häufigen Anschwellungen des Flusses jedenfalls erhebliche Massen umfasst.

309

303

307

306

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Tafel VI.

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Graphische Darstellung der Pegelstände in Laufenburg

für die Jahre 1876—1899

(nach den Tafeln des Eidg. hydrometrischen Bureau’s)

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Tahres-Zahl

1879

1879

1880

1880

1881

Tabelle 4.

Zusammenstellung der Abflussmengen des Rheines

in den Jahren 1879—1900.

Periode

Periode

Periode

Periode der

der Abflussmengen der Abflussmengen kleiner

als 270 m³/sec.

270 m³/sec.— 460 m³/sec

Periode

der Abflussmengen der Abflussmengen Abflussmengen 1000 m³/sec.—

2940 m³/sec.

460 m³/sec.—

1000 m³/sec.

grösser als 2940 m³/sec.

Datum des

Beginn 1 Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Be

ginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

i5 I

10 II

16 II

17 II

19 II

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27 X

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10 V 23 V

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27 IX 21 X

25 XI

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3i

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21 II

20 I 26 IV

29 IV

II V 7 VI

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21 IX 28 IX

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16    IV 20 IV 22 IV 26 IV 29 IV

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27 V

27 XI 28 XI 8 XII 18 XII 26XII 3i XII

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7 III 14 III 8 i5 IV 21 IV 27 IV I 28 IV 2

28 V 3o VII 64 28 VIII 1 IX 5 2 IX 4 IX 3 1 X 27

5 IX

Periode

Periode

Periode

Periode

Jahres-Zahl

Periode der

der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen Abflussmengen

460 m³/sec.—

1000 m³/sec.

kleiner

als 270 m³/sec

270 m³/sec. —

460 m³/sec.

1000 m:5/sec.—

2940 m³/sec.

grösser als 2940 m³/sec.

Datum des

Beginn Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Be

ginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

1882

1 1    20IV 110    21 IV

23 IV 27 IV 5    28IV

11 V 11 VIII

22 IV

15    VI

16    VIII

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Il IX i3 IX i3 XII 25X11

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16 VI

10 V 10 VIII

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14 IX

3 IX

10 IX 12 XII

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29 XII

3i XII

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1882

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18 I

19 V

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20 V

17 I

26 VIII

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21 X 27 X 12 XI i5 XI 14 XII 17 XII 3i XII

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1884

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3o XII 3i XII 2

25 V 146 3o V 3i V i3 VI i5 VI 3 3 VII 6 VII 4 9 VIII 26 VIII 18 2 IX 4 IX i5 IX 24 X 4 5 XII 6 XII 17 XII 29XII i3

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1884

43

231

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18    XII 3i XII 14

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34

14 VI 3    18 VI 19 VI

7 VII ii VII 16 VII

10 cun h o\co

H    CO M

cc

Tahres-Zahl

Periode

der Abflussmengen kleiner

als 270 m³/sec.

Periode der

der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen Abflussmengen

460 m³/sec.—

1000 m³/sec.

270 m³/sec.—

460 m³/sec.

1000 m³/sec.—

2910 m³/sec.

grösser als 2940 m³/sec.

Datum des

Beginn | Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Be

ginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

21 II

2 III

10

1886

7 XII

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12 IX

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1886

12

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20 I

18 I

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11 III 22 III 8 XII

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21 I 12 III

25 I

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1887

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27 V

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28 V

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16 XII

3i XII

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1887

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17 I

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i5 II

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i3 III 25 III 2IV 16 IV 2 X 14 XII

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11 III 26 III

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1888

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i5 II

1889

26 II

10 III

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25 IV 5 IX 11 X

i IX i3o 10 IX 6

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27

1889

56

146

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Jahres-Zahl

Periode

der Abflussmengen kleiner

als 270 m³ sec.

der Abflussmengen der Abflussmengen 270 m³/sec.—

460 m³/sec

460 m³/sec.— 1000 m³/sec.

Periode

der Abflussmengen 1000 m³/sec. -2940 m³/sec.

Periode der Abflussmengen grösser als 2940 m³/sec

Datum des

Beginn Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen I

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer

in Tagen

Datum des

Be-

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Zeitdauer in Tagen

41

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23 I

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1890

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16 II

10 II

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19 II

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17 III

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9 II

10 II

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23 X

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1892

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3 IX 16 IX

28    X 3o X

“ Oi 4^ 00 4- O 10

Tabelle 4

(Fortsetzung.)

Periode

Periode

Periode

Periode

Jahres-Zahl

Periode der

der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen Abflussmengen

grösser als 2940 m³/sec.

kleiner

als 270 m³/sec.

270 m³/sec.— 460 m³/sec.

460 m³/sec.— 1000 m³/sec.

1000 m³/sec.— 2940 m³/sec.

Datum des

Beginn Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Be

ginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

19 III

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14 IV

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14 V

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16 V

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16 VII

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20 VII

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9 VIII 21 VIII

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14 XI 3i XII

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124

124

117

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37

1896

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9 III

10 III

11 III 10 IV 3o IV

22 III 12 26 IV 12 XI 197

17

1896

37

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1897

22 II

19 III

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1897

16 II

27 II

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17 IX

1898

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1898

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I IV II

25 I 21 III II IV 14 IV 20 IV 25 IV 26 IV

2 IV

1899

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14 I 24 I

12 IV i3 IV 21 IV 24 IV 27 IV 7 V 10 V 5 VIII

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00 rH

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1899

64

VO N N 00

- 37

Tabelle 4

Periode

Periode

Periode

Periode

(Fortsetzung.)

Periode der

Jahres-Zahl

der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen der Abflussmengen Abflussmengen

grösser als 2940 m³/sec.

kleiner

als 270 m³/sec.

270 m³/sec.— 460 m³/sec.

460 m³/sec.— xooo m³/sec.

1000 m³/sec.— 2940 m³/sec.

Datum des

Beginn Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Beginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

Datum des

Be

ginn

Ende

Zeitdauer in Tagen

31

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1900

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1900

39

2o3

123

Etwa 150 m oberhalb der Rheinbrücke zeigt sich bisweilen bei Niederwasser eine langgezogene Insel, die aus einer Kiesbank mit etwa hühnereigrossen Steinen besteht. Dieselbe erscheint bald in der Nähe des badischen, bald in derjenigen des schweizer Ufers. Oft kommt sie aber bei Niederwasser gar nicht zum Vorschein, sie ist dann weggespült. Hieraus geht hervor, dass bisweilen auch grössere Mengen von Geschieben durch den Laufen wandern. Den Fischern ist dies übrigens aus unmittelbarer Wahrnehmung bekannt, da ihnen nicht selten im Gebiete der Stromschnelle aufgewirbelte Geschiebe in die Netze geworfen werden. Bemerkenswert ist der Umstand, dass die kesselartige Vertiefung des Flussbettes in der Enge sich nicht mit Geschieben anfüllt und auch die schwereren Stücke hier über die gegen den Schäffigen hin verhältnismässig steil ansteigende Flusssohle hinaufgetrieben werden.

Die schwimmenden Stoffe und Gegenstände, welche der Rhein abführt, und die unter den Sammelbegriff Schwemmsei fallen, bestehen, wie überall aus Moos, Gras, Schilf, Laub, Treibholz u. s. w. Bei Hochwasser kommen entwurzelte Sträucher, Bäume u. s. w. hinzu, die in der Regel in inselförmigen Massen antreiben. Wenn während Monaten kein Hochwasser mit Geschiebeabfuhr ein-tritt, so bedeckt sich die Rheinsohle grösstenteils mit Moos, in dessen Zwischenräumen sich wiederum Sapd lagert. Das Moos wird dann bei bedeutenderem Hochwasser abgeschürft und liefert einen Beitrag zu den Schwemmselmassen. Eine besonders wichtige Rolle spielt aber im Spätherbst das dürre Laub der reichlich bewaldeten Ufer. Es lagert sich an dem in der Regel schon tief gesunkenen Wasserrande ab und wird dann bei etwaigem Wiederansteigen des Wassers auf einmal in grossen Mengen abgeschwemmt. So kommt es, dass auch

bei den. unter dem Mittelwasser bleibenden Anschwellungen des Rheins recht

»

erhebliche Schwemmselmengen mitgeführt werden können. Das Laub und Moos schwimmen dabei nicht nur auf der Oberfläche, sondern im ganzen Stromquerschnitt.

Tabelle 5.

Ansehwellungs-Rasehheit der floehfluten bei Laufenburg

während der Jahre 1876—1900.

Jahres

zahl

Datum der Periode

Zeit

dauer

in

Tagen

Pegelablesungen

bei

der Rhein-Brücke

Beginn

Ende

bei Beginn

am Ende

Differenz der Pegelablesungen

Zunahme in

g

Meter per Stunde

Abflussmengen

bei Beginn

am Ende

Differenz der Abflussmengen

Zunahme in einer Stunde

m³/sec.

nU/sec.

in 3/sec. mS/sec.

1876

l6 11

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1876

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1879

20 X

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1881.

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1882

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28 XII

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297.6 295 5

1886

1 II

2 II

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297.8 307.0 298 8 304.6 304.2

295.8

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1870

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4230

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1887

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10 XII

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297.0

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1890

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1895

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1896

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1900

293.8

298.5

0.20

640

1770

n3o

47

Von besonderer Bedeutung für den Betrieb einer Wasserkraftanlage sind sodann die Eisverhältnisse. Eine grosse Rolle spielt zwar das Treibeis in der betrachteten Rheinstrecke nicht, aber bisweilen kommt es doch vor, dass grössere Strecken des Stromes zugefrieren und dann bei plötzlichem Steigen des Wassers die ganze Eismasse in Bewegung gerät. Ein solches Ereignis wurde im Februar 1891 beobachtet. Die Eismassen stauten sich vor der Enge mehrere Meter hoch. Die ganze Enge war von einem aus wieder zusammengefrorenem Treibeis gebildeten Gewölbe überdeckt, das nach allen Richtungen begangen werden konnte. Der grösste Teil dieser gewaltigen Eismasse brach beim eintretenden Tauwetter auf einmal zusammen und wurde abgeschwemmt

Als Wasserstrasse hat der Rhein bei Laufenburg seine Rolle bereits ausgespielt. Ein Schiffsverkehr war, abgesehen von den Schwierigkeiten die einem solchen im Oberrhein überhaupt entgegenstehen schon wegen der Stromschnelle ausgeschlossen. In den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts wurde es wiederholt versucht grössere Schiffe unter einem erheblichen Aufwand technischer Hülfsmittel durch den Rheinfall zu befördern. Es war dies jeweilen ein grossartiges und aufregendes Schauspiel für die aus der ganzen Umgebung zusammengeströmte Bevölkerung. Der wilde Strudel liess sich aber nicht be-meistern. Eines der Schifte zerschellte teilweise an den Klippen und versank, die andern entgingen diesem Schicksal nur mit knapper Not und schweren Beschädigungen.

Im verflossenen Jahrhundert sind in der Stromschnelle etwa 10 Personen umgekommen, die in Kähnen dem Strudel unfreiwillig zugetrieben worden waren oder denselben (wie Lord Montague) aus Tollkühnheit durchfahren wollten. Um die Mitte des letzten Jahrhunderts und bis in die achtziger Jahre hinein hatte die Flösserei auf dem Oberrhein noch eine grosse Bedeutung. Der Rheinfall bei Laufenburg setzte ihr zwar erhebliche Schwierigkeiten in den Weg, indem die Flösse dort zerrissen wurden und die Stämme vielfache Beschädigungen erlitten. Die einzelnen Hölzer blieben teilweise in den Buchten und an Klippen liegen und mussten mühsam wieder zusammengesucht und aufs neue zu h lössen vereinigt werden. Es hatte sich zu diesem Zwecke ein eigenes Gewerbe ausgebildet, das zwar an Rauheit und Fährlichkeit nichts zu wünschen übrig liess, aber etwa hundert Menschen ernährt haben mag. Seit dreissig Jahren ist nun die Flösserei allmählich fast verschwunden und die Uferstaaten beschäftigen sich mit der Frage, dieselbe in Anbetracht ihrer äusserst geringen Bedeutung und der Schwierigkeiten, die ihre Aufrechterhaltung der anderweitigen Benutzung der Gewässer bereiten würde, überhaupt ganz zu verbieten.

Eine wichtige Rolle hat in Laufenburg von jeher die Fischerei, insbesondere der Salmenfang gespielt. Letzterer war besonders ausgiebig, weil die Stromschnelle die Fische nötigte, beim Aufstieg gewisse Wege einzuschlagen und öfter an vor der Strömung geschützten Stellen auszuruhen.

₄o

Die Fischerei bei der Stromschnelle ist Eigentum der beiden Ufergemeinden Gross- und Kleinlaufenburg. Ihre Pacht-Erträgnisse sind in den letzten Jahrzehnten stetig zurückgegangen, was dem Minderertrag wegen des Raubfanges in Holland zugeschrieben wird. Diese Verhältnisse dürften sich kaum wieder bessern. In Laufenburg nimmt man auch an, dass in der neuesten Zeit das Stauwehr bei der Rheinfelder Wasserkraftanlage das Aufsteigen der Lachse behindere. Ob und inwieweit dies zutrifft steht noch nicht fest.

Die Fischerei unterhalb und oberhalb der Laufenburger Gerechtsame ist unbedeutend. Unterhalb, d. h. in der Enge und weiter abwärts bis Säckingen, ist sie Eigentum der beiden Uferstaaten, oberhalb, d. h. von der Rheinbrücke bis Waldshut, gehört sie den Gemeinden Dogern und Waldshut.

Die Pachtsummen betragen hier nur einige hundert Mark jährlich.

Projektbeschreibung.

Verschiedene Lösungen für die Wasserkraftgewinnung.

an kann die bei Laufenburg verfügbare Wasserkraft gewinnen entweder durch Ableitung eines Teils des Wassers oder durch Ausstauen des Rheinfalls. Die Lösungen der ersteren Art sind naturgemäss auch mit einem Aufstau oberhalb des Rheinfalls verbunden, da die Ableitung bei Niederwasser sonst nicht möglich wäre. Das Stauwehr wirkt dann aber auch bei höheren Wasserständen, und man würde zweckmässig mit der Stauung bis an die zulässige Grenze gehen, da die Kosten des Wehrbaues sich dadurch nur unwesentlich erhöhen.

Dieser Art waren das sogenannte Tunnelprojekt des Verfassers und eine Projekt-Idee von Ingenieur E. Locher.

Nach dem ersteren sollte oberhalb des Hotels Soolbad, wo die Rheinsohle noch aus festem Gneis besteht, ein Stauwehr angelegt und das Wasser durch einen ungefähr 200 Meter langen Tunnel unter dem Städtchen Grosslaufenburg hindurch geleitet werden. Der Tunnel hätte die dortige Krümmung des Rheins abgeschnitten, und bei seiner Ausmündung in das Rheinbett hätte die Motorenanlage Platz gefunden. Da der Tunnel nur einen verhältnismässig kleinen Querschnitt (80 m2 im Lichten) gehabt hätte, so war in demselben eine grosse Wassergeschwindigkeit angenommen. Nach der Idee Lochers hätte die Ableitung des Wassers etwa 1 km weiter oben stattgefunden, und dieses wäre durch einen offenen Kanal zur Turbinenanlage geführt worden. Der Kanal hätte eine ausserordentliche Tiefe erhalten und wäre deshalb in dem durch die Eisenbahn sowie durch Strassen und Gebäude beengten Gebiete bedeutenden Schwierigkeiten begegnet. Die Ausführung wurde auch von Ingenieur Locher selbst nicht befürwortet.

Bei dem Tunnelprojekt sollte das Gefälle in der Enge bei Hochwasser ebenfalls nutzbar gemacht werden, und diese Flusspartie wäre daher durch Aussprengungen zu erweitern gewesen, während der Fluss im Bereich der Stromschnelle unberührt bleiben sollte. Hierin lag wohl der Haupt Vorzug dieses Projekts. Das von S. Z. de Ferranti aufgestellte «Stauprojekt» ging ohne Bedenken an den Ausstau des ganzen Rheinfalls durch ein mächtiges im Schäffigen anzulegendes Wehr. Dieses Projekt gestattet die Ausnutzung der Wasserkräfte im grössten Umfang und ist auch hinsichtlich der Erweiterungsfähigkeit günstig. Selbstredend muss dabei vor der Ausstauung im ganzen Gebiet der Stromverengung, einschliesslich des Rheinfalls eine Erweiterung stattfinden, die diesen Teil des Flusses gewissermassen in einen regelmässigen Kanal umwandelt. Ausserdem muss die Rheinbrücke, deren Pfeiler gegenwärtig zum nachteiligen Aufstau der Hochwasser wesentlich beitragen, umgebaut werden.

Bei Mittel- und Niederwasser, also während weitaus des grössten Teiles

des Jahres, wird dann der Rhein, da wo früher die unfahrbare Stromschnelle

war, das Bild eines ruhigen Sees bieten und das Tosen des « Laufens », an das

sich jeder neue Ankömmling in Laufenburg erst gewöhnen musste, wird einer

idyllischen Ruhe Platz machen. Dieses Projekt ist das hier näher zu beschreibende,

welches mit einigen Modifikationen zur Ausführung gelangen soll.

/

Allgemeine Disposition.

ist

um ein

Die massgebenden Gesichtspunkte für die Disposition der Wasserkraftanlage sind schon in der Einleitung berührt worden. Die verfügbare Kraft ist möglichst vollständig auszubeuten, d. h. — da die Wassermenge gegeben der Rhein ist bis an die zulässige Grenze zu stauen möglichst grosses Gefälle zu gewinnen. Wenn einmal dieses durch ein Stauwerk festgelegt sein wird, können nach Massgabe des Kraftabsatzes hydraulische Motoren successive eingebaut werden, und zwar unter Umständen auch noch für dasjenige Wasser, welches nicht das ganze Jahr hindurch, sondern nur während des grössten Teils desselben zur Verfügung steht.

Nachdem die Grenze der zulässigen Stauung für das Gebiet oberhalb Laufenburg nach Massgabe der Bebauung und Bewirtschaftung der Ufer

annähernd festgelegt war, handelte es sich darum, durch Erweiterung des Flussbettes bei und unterhalb Laufenburg das auf dieser Strecke bedeutende Gefälle möglichst klein zu machen, um am Stauwerk selbst einen um so höheren Oberwasserspiegel zu gewinnen. Der Erweiterung des Flussbettes sind aber durch die Uferverhältnisse und durch die Kosten dieser Arbeit gewisse Grenzen gesetzt. Unter Berücksichtigung aller dieser Umstände wurde schliesslich die Cote 302 am Stauwerk als zulässige Stauhöhe bei Hochwasser festgehalten.

Die Erweiterung der Flussrinne von der Rheinbrücke bei Laufenburg an bis zum Schäffigen, lässt sich durchweg bewerkstelligen ohne dass dadurch anderes Gebiet als nackter Fels betroffen wird. Dagegen müssen die drei massigen Pfeiler der Rheinbrücke, die für sich ein Stauwerk bilden, aus dem Wege geräumt werden.

Für das Stauwehr und die Turbinenanlage war der Schäffigen wegen der grösseren Flussbreite, der geringen Wassertiefe, dem auf schweizerischer Seite niedrigen Ufer und dem hier noch vorhandenen Felsgrund der gegebene Platz.

Das Stauwerk war mit Rücksicht auf die Hochwasser- und Geschiebeabfuhr senkrecht über die tiefste Rinne im Flussbett, die sich auf der badischen Seite befindet, anzulegen, und das Motorengebäude musste sich in schräger Richtung so daran anlehnen, dass der dafür zu machende Aushub nicht zu bedeutend ausfiel. Aus letzterem Grunde wäre auch seine Anordnung nach einer schief flussabwärts gehenden Linie vorteilhaft gewesen, weil dabei eine geringere Fläche der Rheinsohle für den Unterwasserablauf vertieft werden müsste. Hiergegen aber erschien die Erwägung wichtiger, dass die Anordnung nach einer vom Wehr flussaufwärts gehenden Linie für die Ableitung des groben Schwemmseis und des Eises grosse Vorteile biete.

Das Stauwehr musste vollständig aufziehbare Schützen für eine Wassertiefe von 11,5 bis 17 Meter erhalten, die bei Hochwasser einen reichlichen Abflussquerschnitt freigeben. Da man bei ähnlichen Bauwerken in neuerer Zeit nirgends mehr von grossen Dimensionen zurückschreckt, solche aber gegenüber der Teilung in viele kleinere mechanisch zu bewegende Stücke den Vorteil der Einfachheit und Massigkeit haben, so wurde die Breite der Schützenöffnungen auf 20 Meter festgesetzt.

Diese grossen Oeffnungen lassen eine Verstopfung durch angetriebene Hölzer oder Treibeis ganz ausgeschlossen erscheinen. Auch ergeben sich dabei massigere Pfeiler, und die Kosten der Fundation und Verkleidung für letztere verringern sich ; endlich werden die Eisenkonstruktionen robuster und die Kraftüberschüsse für ihre Bewegung bedeutender.

Für das Durchlässen von Flössen und Kähnen war eine Kammerschleuse vorzusehen, die sich naturgemäss an das badische Ufer anlehnen musste. Dieselbe kann bei Hochwasser ebenfalls ganz geöffnet werden.

Stauverhältnisse.

Im Obigen wurde die grösste Stauhöhe für Hochwasser bei der Wehranlage im Schäffigen auf die Cote 302 festgelegt. Es ist nun der Nachweis zu erbringen, dass diese Stauung bei Hochwasser durch die Wirkung der Flussbetterweiterung weiter aufwärts wieder kompensiert wird. Dieser Nachweis wird geleistet durch die Berechnung der Staukurven für Hoch-, Mittelund Niederwasser.

Da aber nicht erst das aussergewöhnliche Hochwasser, sondern schon ein niedrigeres nicht mehr gestaut werden darf, so muss für ersteres notwendigerweise eine Senkung erzielt werden. Aus der Staulinie für das (gesenkte) aussergewöhnliche Hochwasser und der Mittelwasserlinie ergiebt sich dann durch Interpolation jene Linie, die wir Staugrenze nennen und die einen Wasserstand bezeichnet, der vollständig unverändert bleibt, also weder gestaut noch gesenkt wird. Dieser Wasserstand liegt noch so tief, dass dabei eine irgendwie namhafte Benachteiligung für das benützte Ufergebiet ausgeschlossen ist. Nach der Definition der Staugrenze werden alle unter ihr liegenden Wasserstände durch die Stauanlage erhöht und zwar um so weniger, je höher sie sind und alle über ihr liegenden gesenkt und zwar um so mehr je höher sie sind.

Die Querprolile, welche die Flussbetterweiterungen darstellen und zur Berechnung der Staukurven dienten, können hier nur zum Teil und in kleinem Maasstabe abgebildet werden (Taf. 3). Die nachfolgenden Stauberechnungs-Tabellen 6 — 11 umfassen aber die vollständige Feststellung der Staukurven an der Hand der bei den Plänen befindlichen zahlreichen Querprofile aus dem Staugebiet. Bei ihrer Aufstellung wurde in folgender Weise verfahren: Auf der Strecke zwischen dem Stauwehr im Schäffigen und der Brücke bei Laufenburg erhält der Rhein durch die beträchtlichen Aussprengungen ein so verändertes Bett, dass die Ge-fällsverhältnisse wie für einen neu angelegten Kanal nach folgender Formel gerechnet werden konnten

oder

v² • 1

k² • R

In diesen Formeln ist :

1 = Länge des Abschnittes, in welchem annähernd die gleichen Querschnitts- und Gefällsverhältnisse vorhanden sind.

~r- — Geschwindigkeit, welche sich aus der sekundlichen Wassermenge Q r

und der Profilfläche F ergiebt. j = relatives Gefälle (= sin a). h = Gefällshöhe.

R = —

hydraulischer Radius.

F — Querschnittsfläche des Wassers nach ausgeführter FlussbetterWeiterung und erfolgter Aufstauung.

Geschwindigkeits-Koeffizient. Als solcher wurde der jetzt in der

p⁷ sin a. ■ R

Strecke vorhandene Geschwindigkeits-Koeffizient bei Mittelwasser ange-

Dies lässt sich damit begründen, dass zwar einerseits durch die

nommen.

Erweiterungen der Koeffizient günstiger wird, als er zur Zeit für Hochwasser ist, anderseits aber gewisse, jetzt schon vorhandene Felsbarren, die unter dem Mittelwasserspiegel liegen, nicht beseitigt werden können (nur bei Profil 16,011 wurde an Stelle des Koeffizienten 5,25 für Mittelwasser derjenige 14,80 für Hochwasser eingeführt, da nicht angenommen werden kann, dass durch die Flussbettverbesserung der Geschwindigkeits-Koeffizient

von

erniedrigt werde.

Oberhalb der Brücke wurde folgende Formel angewandt:

sin a — to

Po • v|

to • 2g

2 • v*

• lo

t° • 2g

Dieselbe findet sich auf Seite 781 und 782 des «Handbuches der Baukunde, I. Band, Hülfswissenschaften », ausserdem ihre mathematische Ableitung bei Weisbach.

to

Sin a

Xo

Vo

In diesen Formeln ist:

= Tiefe am Anfang des betrachteten Fluss-Abschnittes. = Tiefe am Ende des Abschnittes.

= Gefälle.

—    Widerstandskoefficient

= Geschwindigkeitskoefficient.

= Benetzter Umfang.

= Geschwindigkeit.

—    Beschleunigung der Schwere.

= Länge des Abschnittes.

k wurde direkt berechnet aus dem Abschnitt nach der Formel

v²

V R • sin a

In dieser Formel ist v —

Q Wassermenge, welche dem Pegelstande entspricht.

F = Fläche, welche sich durch Planimetrierung der Querprofile ergiebt. sin a — Gefälle des Wasserspiegels für den entsprechenden Pegelstand.

F

—— = obige Fläche dividiert durch den benetzten Umfang (hydraulischer

Radius).

Die Ergebnisse aus diesen Tabellen sind in die Quer- und Längenprofile eingetragen worden, ebenso die durch Interpolation ermittelte Staugrenze.

Es ergiebt sich dabei, dass die Stauungen für die Benetzung der Ufer vom Schäffigen aufwärts bis zur Rheinbrücke nur insofern von Bedeutung sind als beim Gasthaus zum Pfauen in Grosslaufenburg und bei der Unteren Mühle in Kleinlaufenburg die Hochwassergefahr vermindert wird. Daneben kann aber unter der Staugrenze bei höheren Wasserständen eine ungünstige Beeinflussung der Wasserkraft der Untern Mühle entstehen, die i bis 2 P. S. ausmacht. Soweit auf der vorgenannten Strecke eine Stauung eintritt, erreicht sie die Gebäude bei weitem nicht

Die Geschwindigkeit der Strömung wird hier nach der Vollendung des Baues betragen

bei Niederwasser 20 bis 30 cm/sec.

bei Mittelwasser 60 bis 90 cm/sec.

bei Hochwasser 300 bis 370 cm/sec.

Während des weitaus grössten Teils des Jahres wird demnach der Rhein bei Laufenburg ein seeartiges Aussehen haben oder das Wasser wird wenigstens so ruhig fliessen, dass man leicht einen Kahn flussaufwärts rudern kann.

Im Staubereich oberhalb der Brücke würden die Benetzungsverhältnisse der Ufer mit Rücksicht auf die berechnete Staugrenze an mehreren Punkten etwas ungünstiger, so z. B. bei der « Lierenmatte » und der Wiese am Andelsbach auf badischer Seite, sowie bei derjenigen hinter dem Sennhof auf der schweizer Seite. Es handelt sich dabei um etwas häufigere, bezw. ausgedehntere Überflutungen als bisher.

Für diesen Schaden hätte die Unternehmung der Wasserkraftanlage aufzukommen, bezw. den Schaden durch Erhöhen der Grundstücke oder durch Schutzdämme abzuwenden.

Es kann sodann eine kleine Benachteiligung auch bei einigen 1 riebwerken an Seitenbächen des Rheins oberhalb Laufenburg eintreten. Dabei handelt es sich um Bruchteile einer Pferdekraft während weniger Tage jährlich.

Hinsichtlich des Uferschutzes dürfte die Schaffung eines Staubeckens oberhalb Laufenburg nur günstig wirken. Ein geringerer Wechsel der Wasserstände und eine verminderte Wassergeschwindigkeit sind bekanntlich hierfür vorteilhaft. Wenn gegenwärtig nach einem Hochwasser der Rhein rasch zurückgeht, so neigen die mit Grundwasser durchsetzten und belasteten Uferböschungen zu Abbrüchen. Diese Gefahr, die zwar ohne Belang ist, wird jedenfalls nur vermindert.

Dessenungeachtet haben die Behörden an einigen Punkten Uferpfläster-ungen für nötig erachtet. Auch sollen die Gärten längs dem Rhein oberhalb der Brücke in Kleinlaufenburg, die gegenwärtig durch etwas baufällige Mauern gestützt werden, eine durchlaufende neue Stützmauer erhalten. Die Zwischenstrecken, wo solche Gärten nicht vorhanden sind, sollen durch Ufer-pflästerungen bis i V₂ m. unter die Staugrenze geschützt werden. Wir haben es nun vorgezogen, im Entwürfe dieser Stützmauer dieselbe ohne Unterbrechung durchzuführen um eine glatt durchlaufende Uferlinie zu erhalten und Flügelmauern beim Anschluss an bloss gepflasterte Strecken zu vermeiden. Die Mauer soll nach der Type der auf Tafel VII dargestellten Ufermauer ausgeiührt werden, also aus Trockenmauerwerk ³/₂fach geböscht. Die Oberkante liegt bei den Gärten über der Staugrenze und vor den bestehenden Mauern, mit einer kleinen Ausnahme beim Garten Faller, wo, um ein gleichmässig durchlaufendes Profil zu erhalten, einige Quadratmeter des Grundstücks geopfert werden müssen. Da wo keine Gärten zu schützen sind, ist die Maueroberkante i Va m tiefer gehalten. Ungefähr i ¹/₂ m über dem gestauten Mittelwasser ist in die Mauerböschung eine 1,20 m breite Berme eingeschaltet, die als Uferweg dienen kann und es ermöglicht, bei den gewöhnlichen Wasserständen überall nahe an die Wasserlinie heranzukommen.

Die Mauer soll bis zum Anschluss an das Widerlager der Rheinbrücke fortgeführt werden und geht hier windschief in eine senkrechte über. Sie wird so einen erwünschten Schutz für die Häuser zunächst der Brücke und für das Brückenwiderlager selbst bilden und zugleich bei Hochwasser günstig auf den Abfluss wirken.

Nach der nämlichen Profiltype sind die Ufermauern unterhalb der Brücke entworfen, welche vorgesehen sind um das Abflussprofil durch Ausfüllung der bedeutenden Buchten zwischen der Brücke und dem Luisenfels (auf badischer Seite) und bei der « Badstube » (auf schweizerischer Seite) gleichmässig zu gestalten.

Für die erstere dieser Mauern ist das Profil auf Tafel VII genau massgebend. Auch hier ist der Uferweg nicht über die Staugrenze verlegt, sondern in die Nähe der Mittelwasserlinie. Er wird hier, da er etwa i V² rn über dem gewöhnlichen Wasserstande liegt, nur selten überflutet werden. In diesen Fällen kann dann der Zugang von der oberen Böschungskante aus stattfinden.

Für die Wahl des Mauerprofils war der Umstand bestimmend, dass die bedeutenden Aussprengungen für die Erweiterung des Flussbettes reichlich Steinmaterial liefern werden um den Bedarf für die verhältnissmässig starken Trockenmauern und deren Hinterfüllungen zu decken.

Nach dieser kleinen Abschweifung, die durch die Besprechung der Uferschutzmauer veranlasst war, und eine sofortige Behandlung der andern, gleichgestalteten Ufermauern gestattete, kehren wir wiederum zur Betrachtung der Stau-Verhältnisse zurück.

Für das ganze Gebiet oberhalb Laufenburg ist die in Aussicht gestellte Senkung des aussergewöhnlichen Hochwassers, wie uns scheint, von grosser und ausschlaggebender Bedeutung, die jedenfalls den Nachteil bisweiliger Mehrstauung von einigen Centimentern weitaus aufwiegt.

Diese Senkung ist nicht nur wahrscheinlich, sondern infolge der reichlichen Erweiterung des Flussbettes und der übergross bemessenen Wehröffnungen vollständig gesichert. Es ist sogar zu erwarten, dass die thatsächliche Senkung die berechnete weit übertreflen wird, da die Rechnung der Sicherheit halber auf den ungünstigsten Voraussetzungen aufgebaut wurde. So ist z. B. die Annahme, dass auf der Strecke Rheinbrücke-Schäffigen der Abflusskoeffizient trotz der Erweiterung und Glättung des Flussbettes nicht grösser werde als der für das gegenwärtige Mittelwasser, augenscheinlich nicht zutreffend, da die verbleibenden Unregelmässigkeiten im Flussbett doch nur etwa den dritten Teil des Hochwasserquerschnittes treffen.

Wollte man, wie dies nicht unberechtigt erscheint, diese Flussstrecke als Kanal mit rauhen Wänden rechnen und dabei den Koeffizienten k nach der

87

neuesten Formel von Bazin

ableiten, so würde das bei

Hochwasser nötige Gefälle sogar nicht einmal 1 m betragen, statt 5,41 m, wie unsere zu vorsichtige Rechnung ergiebt.

Es geht hieraus hervor, welche wichtige Rolle jetzt die Unregelmässig, keiten des Flussbettes spielen und wie gross der Erfolg für eine Senkung der Hochwasser sein kann, wenn diese Unregelmässigkeiten grösstenteils beseitigt werden.

In den Tabellen zur Berechnung der Staukurve ist das Hochwasser mit einer Abflussmenge von nur 4500 m³/sec. eingeführt, entsprechend den früheren Annahmen, während dasselbe doch hier zu 5250 m³/sec. angenommen wurde.

Dieser Widerspruch hat seinen Grund darin, dass wir die früheren, auf die vorgelegten Profile sich stützenden Berechnungen nicht umstossen wollten.

Wir haben nun für die Strecke Schäffigen-Rheinbrücke die Berechnung der Staukurve auch noch für die Hochwassermenge von 5250 m³/sec. durchgeführt (Nachtrag, Tabelle 11), dabei aber für den Zustand nach der Flussbett-

Tafel VII.

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Wasserkraftanlage Laufenburg

Normalprofil der Ufermauern.

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I. JlißdöPWQSSßP (25o m³ in der Sekunde).

(Pegelstand in Basel — o.i5; in Laufenburg 290.90.)

Stauhöhe am Wehr 3oi.o 293.0

y == 8.0 m

Durch die Aussprengungen in der Enge wird das Profil für Niederwasser so erweitert, dass der Wasserspiegel vom Sehäfflgen bis zur Brücke

in Laufenburg als horizontal angenommen werden kann.

Stauhöhe

Stauberechnurig

Grössen nach eingetretener Stauung

Berechnung des Geschw. - Koeff.

(Tabelle 6.)

Direkt in den Profilen gemessene Grössen

Profil

Cote I km.

301.2 1x5.21

Stauhöhe am Ende

;;UA • ud

sin a —

des

Differenz

Abschnittes

7-44

2 • Vna

2 • g • tn

ud \h±l

Vn=

I+i=ui q

k=

fR-sina

C*lfa

CL

No. Isina

UI

Ul

0.08 . 103

0.56    8.0—0.56

. 510

4320 . 9.2 . 98

0.0014

UI

m sec.

. 600 =    1.28 7.44—1.28 I 6.16    301.3 |i4-6o

301.4 I14.OO

4-97

. 600 =    I.19 6.16—1.19

. 460 =    0.59 4.97—0.59    4.38    3°I;45 I3-5 4

301.60 12.15

. 1390 =    1.37 4-38—I.37 3-OI

. 1250 =    1.22 3.01-1.22    I.79 30i.65JlI.OO

. 2080 =    O.60 I.79—O.60 I I.19    302.05I 8.82

0.41    302.75 7-91

303.00 7.09

. 910 —    O.78 1.19—0.78

ih'o—if'o ih'o

. 820 =

2 . 0.08

9.2 . 19.6

114 . 0.104

3660 . 8.68 . 110

0.00214

103    O.08    4320

0.28

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15-58 1,4

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8.68 . 19.6

112 . 0.095

1330 . 7.7 . 112

2 . 0.095

7.7 . 19.6

130 . 0.12

1260 . 6.37 . 125

114    0.104 3660

0.32

HO 8.68

3-25    60.5

62.0 1.35 600

77.0

2.14

OOOI

14.70

0.002

— SIOO'O

_ 2 . 0.12

6.37 . 19.6

0.145 . 128

1820 . 6.54 . 120

0.00108 —

112 0.095 I3²5

I30    0.12    1260

0.308

I.52I    36.4 |XI2 7.66

009 s6-i o-6g

170.0

2.00

oooi

I4-°3

0.346

I-5al 35-5    |I25    6.37

118    1.40 460

164.0

1.3

oooi

I3-Ö3

2 . 0.145

6.5 . 19.6

0.123 . 145

1190 . 145 . 4.65

0.001

128    O.145 1820

0.380

6-54

120

42.7

1.28

92.0 2 10 I39°

195.0

8°'i

OOOl

12.77

2 . 0.123

4.65 . 19.6

0.42 . 113

1170 . 426 . 108

0.0038 —

145 i 0.123! 1190

o-35

M° 34-5    *45    4-6.5

120.0 1.64 125°

198.0

O'I

oooi

11.66

. 0.42

4.26 . 19.6

0.435 . 145 — 730 . 2.91 . 132

0.0012

2 . 0.435

2.91 . 19.6

1.75 . 89

1300 . 2.22 . 35

0.00114 -

2 . 1.75

2.91 . 19.6

II70

II3 O.42

0.648

I.I3j 34.2    I08    4.26

2o3o

90.0 2.47

222,0

8£'o

I0*°5| IOOO

73°

1300

145 °-435

0.66

132    2.91

o'Lz, Ï911

138.2 1.56 9i°

215.0

89 i-75

1.32

1.62I    36.0 I 85    2.22

87.0 1.77 820

Die Meereshöhen sind auf den Horizont des eidg. Präzisions-Nivellements bezogen und für den Berliner Horizont N. N. um 3.63 m zu reduzieren.

154.0

1.2

OOOI D£.g

OOQI

tri

7,80

Anmerkung

Stauhöhen

Cote km

301.01 I 16.77

301.02 I 16.67

301.04 I 16.60

301.061 16.45

301.13    16 25

301.20 I 16.03

301.53 15*92

301.64    15.72

reduzieren.

II. Mittelwasser (800 m³ in der Sekunde).

(Pegelstand in Basel + i.3o; in Laufenburg 2949.)

I. Teil: Schäffigen bis Brücke Laufenburg.

Berechnung des erforderlichen Gefälles

Stauhöhe am Ende des Abschnittes

k² • R

k²

UI

0.009 I 301.0 "f °-°i —

0.008 I 301.01 -f 0.01 =

0.014 I 301.02 -f 0.02 =

= ZO-O -f- ko 108 I 6io-o

0.071 I 301.06 -(- 0.07 =

= Z,o-o -J- Siio£ I 690*0

301.20 -f 0.33 =

o-334

0.110    301 53 -f 0.11 =

'•'il    :'J    • i v. . ,v

en

r

en

'ż

"c

•C

Grössen nach ausgeführter Erweiterung und Stauung

m. i. d. Sek.

ui

0.116 . 230

308 . 10.o

3°8

0.116

0.34

230

10.00

251.0

2520

0.24 . 100 263 . 11.3

263

0.24

0.49

001

11.30

150.0

1723

oL • bk*o

260 . 8.7

2Ó0

0-45

0.67

8.70

146.0

1270

0-52 • 15°

433 • 9-¹

O.64 . 200

213 • 8.55

O.42.220

0*01 • S£i

0.61 . 110 27.6 . 7.3

0.85.200

231 • i-7

<u

.S

ce

T3

433

0.52

zL o

0Ç1

9.10

130.0

1184

2X3

135

\q

oT

23r.°

'3

0.64

og-o

200

8-55

124.0

0901

0.65    0.423

0.61

0.85

bfl

O

N

<D

jn

220

10.00

130.0

1306

0.78

0.92

o

=3

OIT

200

_>

7-30

6.70

en

_o

ÜO

:2

o gki

ogoi

137.0

9²5

Oh

bb

w

<U

"O

Stauhöhe am Wehr

3oi.o ©

292.75

y — 8.25 m

(Tabelle 7.)

Grössen vor Ausführung des Projektes für Mittelwasser

Profil

L siQa • R

No. I sin «

m. i. d. Sek.

Z U-¹

17-50

16.20

16.10

20.80

14.60

XI.60

5-25

15.2°

•E

XJ

5-5i

i-45

1.76

1.79

i8'i

1.36

1.48

>/

3-25

0.875

176.0

154

1.14

0001

16.952.

6.20

97.0

6o3

i.3o

0001

16.772

5-88

85 o

482

2.1

OOOI

i6.6o2i

7.40

67.0

474

1.0

OOOI

16.544

6.89

11.60

5-32

5.25

o*89

82.0

io3.o

50.0

469

2-25

OOOI

16.373

626

Og’¹

0001

16.157

576

262

15-0

OOOI

rô.oi 1

8-75

0001

I5-84.7

<+*

c3

c

So

-C

O

(fl

Ł)

<U

<U

bn

a:

s->

O)

km.

Stauhöhe

Cote

30I.₇°[15.21

3OI-75|I4-6o

Stauhöhe am Ende

des

Abschnittes

Differenz

II. JVIittelWaSSOP (800 m³ in der Sekunde).

II. Teil: Oberhalb der Brücke Laufenburg.

Stauberechnung

Grössen nach eingetretener Stauung

Berechnung des Geschw. - Koeff.

X-t-uj—ui

O.404 4.74—O.4O    4.34

o-57 4-34—0-57    3-77

3-13    301.90 14.00

2.78    302.00 13.54

1.78    302.20I [2.15

0.90    302 40 to.90

0.52    303'30 8-82

0-633' 3.77—0.64

se o—ef-e se-o

1.00 2.78—1.00

0.88 1.78—0.88

0-375 0-90—0.375

0.43 O.52—O.43 O.O9 303.80 7.91

Pn • Vn²

2 • Vna

2 • g • tn

sin a —

115 . 0.81

. 510

. 600

. 460

. 1390

. 1250

. 2080 =

960 . 8.2 . 103

2 . 0.81

8.2 . 19.6

150 . 0.705

157p . 7.0 . 145 2 . 0.70

0.00078

0.001

--T

7.0 . 19.6

125 . 1.15

1450 . 6.9 . 118 2 . 1.15

0.00116 —

6.9 . 19.6

144 . 1.0

1410 . 6.2 . 138 2 . 1.0

6.2 . 19.6

125.5 . 1.21

1010 . 6.7 . 115

2 . 1.21

6.7 . 19.6

142 . 1.59

1090 . 5.0 . 135 2.0 . 1.59 4.0 . 19.6

118 . 2.35

1980 . 5.0 . 111

2 . 2.35

5.0 . 19.6

2.28 . 146

0.00087 —

0.009

0.001

0.00043 —

CT

CT

II5 O.81    960

150 0.705 I57°

125    1.15    1440

146    1.0    1400

125.5 I-2I 1000

142    i-59 xo9°

ii⁸ 2.35    1980

Vr F—(—b-y

ln =t+y

i/R • sina

k=

O» le*

m sec.

0.90

0.84

X.07

1.0

I.I

1.25

i-53

•o

S *1

cd

S o⁵

H

31.0

39-6    145    7-0

38.0    I118    6.88

138    6.2

6.69

Sn

135    5-°2

37-5

31-7

ane anr

Stauhöhe am Wehr

301.64

296.90

y = 4.74 m

(Tabelle 8.)

Direkt in den Profilen gemessene Grössen

Profil

m rasée.

Pd

ex

No. Isina

ig-l oi9 S't-t⁷ o-Çoi

468.0

0.78

0001

I5-58

2.12

145.0 2.80 600

400.0

1.0

IOOO

I4-7°

117.0 3.i6 600    2.30

140.0 3.10 460    1.95

120.0 3 8    1390    i.86

137-0 3 29 1250    1.89    33.0

J6

44-4 in 4-97

H5.0 4.0 2080    I.84

,,

370.0

i.t6

cool

14-63

436.0

0.87

IOOO

13-83

i59-°

45°.°

462.0

0.9

iOOO

12.77

1.0

COOI

0-43

1000

11.66

IO-°5

145.0 3.44 910 I i.86|    25.7    I143 I 3.93

r - 0

Die Meereshöhen sind auf den Horizont des eidg. Präzisions-Nivellements bezogen und far den Berliner Horizont N. N. um 3.63 m zu reduzieren.

. 910 =

160 . 4.0 . 143

2 . 2.28

4.0 . 19.6

0.00154 —

099

146    2.28

f*--Ss,

I-5I

c/ćók

i-5 4

0001

8*37

Anmerkung :

km

LL-gi

16.67

09-91

16.45

16.25

16.03

Cote

Lz‘z o£

302.45

302.75

303-I9

304-55

305-74

306.37 15.72

307.41    15.72

Stauhöhen

Stauhöhe am Ende des Abschnittes

302.0 -f 0.270 =

302.27 -f 0.18 =

302.45 -f 0.30 =

302 75 -f 0.44 =

- 303-19 + 1-37 =

30455 + 1.19 =

305.74 -f 0.63 =

306.37 -f 1.04 =

III. Hochwasser (4500 m³ in der Sekunde).

(Pegelstand in Basel 6.54; in Laufenburg 307.0.)

I. Teil: Schäffigen — Brücke Laufenburg.

Berechnung des erforderlichen Gefälles

Grössen nach ausgeführter Erweiterung und Stauung

1 • sA

k² • R

k²

v²

UI

m sec.

UI

ra

ui

z tu

0.268

3.60 . 230

308 . 10

308

09P

1.90

230

o-oi

283

2850:

gLi'o

5-7 • xoo

263 . 12.4

263

5-7

2.38

001

12.4

153

|£6gi

0.29

o-435

1.370

1.19

0.63

1.04

xo-3 • 70

263.9.2

260

10.3

3-21

s-6

1400    152

0S1 • si

433 • 9-6

433

12.0

3-45

oSi

9.6

136

1310

00s • 6-£i

2x3 • 9-5

8.1 . 220

8’ii * S£i

iQ-5 . iiö

210.8.8

12.2 . 200

231 . IO.I

213

13-9

3-72

200

9-5

128

1208

135

8.1

2.85

220

11.8

134

1576

210

23 t

10.5

3-24

HO

8.8

157

1393

12.2

3 50

200

IO.I

138

1400

Stauhöhe am Wehr

302.0 •

299.0

ui o'£ = X

(Tabelle 9.)

Grössen vor Ausführung des Projektes für Mittelwasser

jr —— —

Lsina. R

sina F

Profil

No.

I7-50

16.20

01-91

20.80

14.60

09-11

14.50

15.20

m sec.

Ul

UI

5-5i

i-45

1.76

1.79

I8I

1.36

4500

1338    ³'²⁴

3-25

176.0    0.875

6.20

97.0

5-88

7.40

6.89

11.60

7-73

5.25

154

1.14

0001

16.952

6o3

og-i

0001

16.772

482 85.0

67.0

474

68.0

82.0

173.0

469

9Z9

1338

262 ] 50.0

2.1

0001

01

0001

2.25

0001

°8’i

0001

5.9

0001

8.75

0001

1209-91

16.544

i6.373j

16.157

16.011

I5-847

Anmerkung : Die Meereshöhen sind auf den Horizont des eidg. Präzisions-Nivellements bezogen und für den Berliner Horizont N. N. um 3,63 m zu reduzieren.

TTT AA TTT*»

III. HoehWaSSer (4500 m³ in der Sekunde).

II. Teil: Oberhalb der Brücke Laufenburg.

Senkung am Wehp 309.7 307.4¹ «

y = 2.29 m

(Tabelle io.)

Senkungshöhe

Berechnung der Senkung

Grössen nach ausgef. Senkung

Berechnung des Geschw. - Koeff.

Direkt in den Profilen gemessene Grössen

Profil

Cote I km.

307.80 15.21

307.90114.60

308.00I14.00

308.20 13.54

308.60112.15

oo'iiloA 6o£

310.901 8.82

311.40 7.90

Senkung am Ende

des

Differenz

Abschnittes

2.29—0.005I    2.285

2.212

2.162

2.122

2.285-0.073

2.212—0.05

2.162—0.04

2.122—0.351 1.772

1.362

1.162

1.772—0.41

1.362—0.20

1.162—0.921    1.072

Staukurve nicht mehr möglich;

. um 3.63 m zu reduzieren.

H-uj—ui

0.0053

0.073

0.05

0.04

°-35

0.408

0.198

0.089

der

N.

— sin a

2 • Vn²

2 • g • tn

- 0.0002

Pn • vn

171 . 3.46

.019 '

1680 . 10.5 . 165

2 . 3.46

19.6. 0 5

— 0.00016

223 . 4.12

. 600

. 600

. 460

. 1390

. 1250

. 2080

. 910

1500 . 10,07.220

2 . 4.12

19.6 . 10.1

— 0.0001

188 . 6.51

4100 . 180 . 9.76

2 . 6.51

19.6 . 9.76

toooo —

218 . 6.1

4000 . 8.66 . 210

2 . 6.1

19.6 . 8.66

— 0.0003

146 . 8.65

1770 . 10.55.143

2 . 8.65

19.6.10.55

— 0.0004

197 . 8.25

1520 . 194. 7.82

2 . 8.25

19.6 . 7.82

SüOOO'O —

160 . 8.00

1160. 10.44 . 153

2 . 8.00

19.6 . 10.44

0.00032

192 . 6.1

1520 . 9.7 . 187

2 . 6.1

19.6 . 9.7

so ist eine genaue Berechnung

und für den Berliner

k²

pn

UI

In=t- Vn⁼flb

cd

ait,

No. Isina F p R

°89I

1500

4100

4000

0LL1

1520

0911

1520

3-46

4.12

6.51

6.1

8.65

8.25

8.00

6.1

m sec.

171

223

188

8is

146

196.5

160.0

192

1.86

2.03

2-55

2.46

2.94

2.87

2.83

C⁴'

10.48

10.07

9.76

8.66

10.55

7.82

10.44

iL'6

d LO B \0 H

41.0

m sec.!

2.16

2080 176.0 ix-8 510

0.2

0001

I5-58

220

cgi

210

I43

I94

I53

187

1.66I    38.8

2.I4I    64.0

63.1

2.00

2.50    42.0

38.8

2.40

2.77    34.0

39-°

2.28

2678 226 ii.7 600

2123 192 II.I 600

2253 219    10.o 460

o6£i 6*n    0Ç1 ?6ii

1884 198    9.42 1250

1763161    10.81 2080

9i’o

0001

o.x

0001

O.x

0001

e-o

0001

0.4

0001

°-53

ooox

14.70

14.03

13-85

12-77

11.66

10.05

8,37 ïooo 2028 193    10,40 910

Anmerkung: Da bei den folgenden Profilen der Rhein über seine Ufer tritt, dieselbe wurde deshalb schätzungsweise eingezeichnet.

Die Meereshöhen sind auf den Horizont des eidg. Präzisions-Nivellements bezöge

km

LL'qi

16.67

16.60

16.45

16.25

16.03

15.92

15-72

Cote

302.80

303.00

303-35

304-17

305-36

306.01

306.62

3°7-57

Stauhöhen

Stauhöhe am Ende des Abschnittes

— og-o -f o⁻z:o£

302.47 -f 0.20 =

302.67 -f 0.35 =

302.02 -f 0.82 =

303.84 -f 1.19 =1

305.03 -f 0.65 =

305.68 -f 0.61 =

306.29 -f 0.95 =

Nachtrag.

III. flOGhWQSSßP (525o m³ in der Sekunde).

(Pegelstand in Basel 6.54; in Laufenburg 307.0.)

I. Teil: Schäffigen — Brücke Laufenburg.

Berechnung des erforderlichen Gefälles

Grössen nach ausgeführter Erweiterung und Stauung

1 • ZA

k² • R

k²

v³

UI

m sec.

⁰8'°

5-75 • 37°

292.0.9.08

292.0

5-75

2.40

370

10

233

2200

0.20

001 • o f’L

292.0 . 12.5

292.0

ob ’L

2.72

001

12.5

153

1927

0.35

13-7° • 70

292.0.9.3

292.0

13.70

oL-2

9-3

1418    152

0.82

1.19

0.65

0.61

⁰ 95

15.7° . 150

292.0 . 9.75

I7.45 ■ 200

292.0 . IO

10.4.220

292.0 . 12

14.x . HO

292.0.8.8

14.0 . 200

292.0 . JO.I

292.0

292.0

292.0

292.0

292.0

0Z/Ç1

17-45

10.4

14.1

14.0

396

4.18

3-23

376

3 75

0Ç1

9 75

136

1328.0

200

220

OIT

200

£3⁶ :9

10.0

O'SI

88

IO.I

129

X35

157

138

1253.0

1626

1393

1400

Stauhöhe am Wehr 302.0 299.0

y = 3.0 m

(Tabelle 11.)

Grössen vor Ausführung des Projektes für Hochwasser

k /sina.R

sina F

Profil

No.

28.6

17.8

16.7

13.8

1S1

12.2

18.4

14-3

m sec.

2-95

4-32

5.80

4-93

5-13

2-54

3-94

4.10

go-6

196.0

1778.0,

1.14

0001

16.952

68-g

123.0

1215.0

O'L

0001

16.772

7.04

128.0

900.4

17.1

0001

16.602

8.4

8-55

8.8

7-73

oL-6

126.0

1063

1023 120.0

169.O

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0001

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16.157

173-0

132.0

1338

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16.011

8-5

0001

15.847

= I7'¹    .

Anmerkung : Die Meereshöhen sind auf den Horizont des eidg. Präzisions-Nivellements bezogen und für den Berliner Horizont N. N. um 3,63 m zu reduzieren.

k =

(mittel)

57

erweiterung den für den jetzigen Zustand bei Hochwasser ermittelten Koeffizienten und zwar seinen Mittelwert eingeführt.

Derselbe ist 17,1. Würde man aber auf Grund der neueren Formeln diesen Koeffizienten theoretisch ermitteln, so würde man mindestens auf die Zahl 40 kommen. Es beweist dies, wie schon oben angedeutet, dass die Stauberechnung eigentlich eine viel zu pessimistische ist. Der Geschwindigkeitskoeffizient k hängt eben gegenwärtig von einer Rauhigkeit des Flussbettes ab, die ganz ausserordentlich ist und im Grunde genommen eine wesentliche Verlängerung der Gefällstrecke 1 bedeutet, indem die Strömung von einem Ufer zum andern hin und her geworfen wird.

Jedenfalls beweist die Nachtrags-Tabelle 11 in Verbindung mit diesen Ausführungen, dass trotz der grösser angenommenen Hochwassermenge unsere ursprünglichen Berechnungen festgehalten werden können.

Die Stauberechnung für Niederwasser ist ursprünglich nur für 250 m³/sec. durchgeführt. Die neuere Annahme von 270 m³/sec. bedingt aber nur eine ganz unwesentliche Änderung der Ergebnisse.

Ebenso bedeutungslos ist der Umstand, dass das Stauwehr um 140 m flussabwärts verschoben wird, wie ein Blick auf das Längenprofil ohne weiteres lehrt.

Es soll demgemäss an den ursprünglichen Stauberechnungen vollständig festgehalten werden. Dabei ist jedoch zu betonen, dass dieselben keineswegs zur Beurteilung des Schadens dienen können, der etwa den im Staubereich liegenden Grundstücken oder Triebwerken entstehen wird. Ein solcher Schaden wird vielmehr aller Voraussicht nach gar nicht eintreten, weil die that-sächliche Staugrenze erheblich unter der berechneten liegen dürfte. Von diesem Gesichtspunkte aus sind auch die Entschädigungsfragen zu beurteilen.

Von den Vertretern der beteiligten Regierungen ist nun verlangt worden, dass für die verschiedenen Wasserstände die Beziehungen der zulässigen Stauhöhen zu den gleichzeitigen Wasserständen unterhalb des Wehrs nachgewiesen würden. Hierzu soll die folgende Tabelle 12 dienen. Derselben sind noch zwei graphische Darstellungen über die Schwankungen des Wasserspiegels an den Stellen, auf welche sich die Tabelle bezieht beigegeben, um die Ableitung der letzteren ersichtlich zu machen.

(Der Einheitlichkeit halber sind hier und in den Plänen überall die schweizerischen Höhencoten angegeben; für den Berliner Horizont sind dieselben um 3,63 zu reduzieren.)

58

Tabelle 12.

Jlaehweisung de? Beziehung der zulässigen Stauhöhen

100 Meter oberhalb der Laufenburger Brücke, zu den gleichzeitigen Wasserständen unterhalb des Wehrs.

Ablesung am Laufenburger Pegel

bei jetzigen Verh.

Wasserspiegel 100 m oberh. der Brücke

un gestaut

Wasserspiegel unterh. des Wehres

Wasserspiegel 100 m oberh. der Brücke

gestaut

ungestaut

gestaut

Wasserspiegel unterh. des Wehres

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291-5

292.0

292.5 293 o

293- 5

294.0

294- 5

295.0

295- 5

296.0

296.5 297.0

297-5

298.00

298.50 299.00

299-5

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300.5

301.0

301.50 302.00

302.5

303.0

303- 75

304.00

304.25

304.50

304- 75

305.00

305- 25 305-50 305-75

306.00

306.25

306.50 306.75 307.00

292.50 293.00

293.50 294.00

294- 55 295.00

295- 5°

295.90 296.35

296.80

297.40

298.25

298.80

299.25 299.75

300.30 301.00

3⁰¹ 3° 3°¹.65 302.00

302.30

302.90

303.40 304.00

304.50 3°5-¹⁰

305-7°

306.02

306.50

306.80

307.10

307.30

307.60

307.90

308.10

308.30

308.60

308.80

309.10

309.50

Für Schweiz. Horizont

301.00 301.05 301.10 301.15 301 .20

3⁰¹ -3°

301.30 301.40

301.40 301.50

301.50

301-7°

302.00

302.30

3⁰²* 5 5

302.80

303.oo

3°3-3°

303-55

303-85

304.00

304.40

304.60 304.90

305.20

305-50

305-7°

306.00 306.00 306.25

306.40

306.50 306.70

306.80 307.00 307.¹⁰

307.20

307.30

307.40

307.60

Für den Berliner Horizont

290.00

290.30

290.60 290.85 291.05

291.20 291 35 29I-55

291.80 292.00 292.25

292.45 292.70

292.90 293-15 293.40

293.60

293.80 294 00

294.20

294.45

294.80

295-I5

295.50

295-85

296.20

296.75

296.90 297.1 o

297.30

297.50

297.60

297.90 298.00 298.Io

298.30

298.50

298.60

298.80 299.00

288.87 289 67

289.87

290.37 290.92

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291.87

292.27 292.72 ²93-i7 293-77 294 62

²95-I7 295.62 296.12

296.67

297.37

297.67 298.02

298.37

298.67

299.27 299.77

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300.87 301.47 302.07 302.57

302.87 303A7 3°3-47

303-67

303-97

304.27

3°4-47

304.67 304.97

305-17

305-47

305.87

297-37

297.42

297.47 297.52

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297.77

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303-37 303-47 303-57 303 67

303-77

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Tafel VIII,

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6i

Flussbauliche Arbeiten.

Die mit den Stauverhältnissen in Beziehung stehenden Ufermauern sind bereits weiter oben beschrieben worden. Es erübrigt hier noch die Flussbetterweiterung zu erörtern. Das Projekt einer neuen Rheinbrücke an Stelle der jetzigen, die mit der Erweiterung des Flussbettes fallen muss, soll besonders beschrieben werden.

Die Gestalt des neu zu schaffenden kanalartigen Rheinbettes ist aus dem Uebersichtsplan und den Querprofilen ersichtlich. Die Aussprengungen können nur bis auf das jetzige Niederwasser hinunter geführt werden. Ueber diesem Niveau ist aber ein in schlanken Kurven verlaufender Kanal mit ³/₂ bis ⁵/i fach geböschten Wänden herzustellen. Die Steilheit der Böschungen hat sich nach der Standfestigkeit des Gesteins zu richten. Die wenigen kleinen Buchten, welche ausserhalb des Profils verbleiben, sind soweit möglich mit dem gewonnenen Steinmaterial auszufüllen und dieses erhält gegen den Fluss hin eine Steinbekleidung nach der Type der bereits beschriebenen Ufermauern. Die Böschungen des so geschaffenen Kanals werden natürlich nur rauh sein, wie sie eben bei den Felssprengungen sich bilden. Einzelne mitten im Flusse befindliche Felshöcker, namentlich bei der Stromschnelle,’ sind ebenfalls hinwegzuräumen.

Das abgesprengte Felsmaterial soll, soweit es vor dem Hineinfallen in den Fluss bewahrt werden kann, abgeführt und teils zu den Bauten verwendet, teils ausserhalb des Wasserbereichs abgelagert werden.

Das Stauwehr.

Das Stauwehr soll 140 m weiter unten angelegt werden als früher ange-Die Bauart desselben ist aus den Zeichnungen zu ersehen. Es

nommen war.

soll aus drei grossen eisernen Schützen bestehen, die sich gegen steinerne Pfeiler lehnen. Die Breite der Schützenöfifnungen ist 20 Meter, die Höhe der mittleren Schütze 17 m, die der beiden äusseren 12,5 m. Am badischen Ufer kommt noch eine Schütze von 9 m Breite und 8 m Höhe hinzu für die Kammerschleuse.

Die Pfeiler sind 4,50 m dick und im Fundament, das etwa 1 m tief in den festen Fels eingelassen wird, 27,3 m lang. Die Ausführung ist unter Wasser z. T. in Cementbeton, z. T. in Bruchsteinmauerwerk, in Cementmörtel und mit Granitbekleidung gedacht, über Wasser in Bruchsteinmauerwerk mit einzelnen durch-

Ó2

gehenden Hausteinschichten und teilweiser Granitbekleidung, alles in hydraulischem Mörtel. Die obere Fläche soll eine horizontale, begehbare Abdeckung aus vorkragenden Granitplatten erhalten.

Zur Erhöhung der Stabilität sind die Pfeiler durch Haustein-Gewölbe mit einander verbunden, deren Scheitel 3 m über dem Oberwasser liegt, und die zusammen als Brücke für Fussgänger- und Wagenverkehr sowie für ein Eisen • bahn- und Krahngeleise ausgebildet sind. Diese Brücke erhält 5,50 m freie Fahrbahnbreite, und thalseitig einen 0,50 m breiten erhöhten Gehweg. Soweit sie zwischen den erhöhten Teilen der Pfeiler liegt, werden diese durchbrochen, so dass hier ebenfalls ein Durchgang über die ganze Länge der Brücke entsteht. Unter demselben ist ein mit Riffelblech abzudeckender Kanal vorgesehen zur Unterbringung der Druckleitungen für die Bewegung der Schützen.

Von der Brücke aus sind die Pfeilerbekrönungen durch Treppen zugänglich gemacht. Die statische Berechnung der Pfeiler ist auf den Zeichnungen graphisch durchgeführt. Die Stützlinie fällt auch dann noch in den Kern des Pfeilers, wenn statt einer grössten Druckhöhe von 11,20 m eine solche von 12,20 m in Rechnung genommen wird. Die Flusspfeiler werden nur auf Druck und zwar im Maximum mit 8,65 kg pro cm² in Anspruch genommen.

Da zum Montieren der Stauwehrthore auch ein teilweises Absperren des Rheines unter Umständen vermieden werden muss, so sind links und rechts von den Pfeiler-Einschnitten gusseiserne Führungsschienen nach nebenstehender Skizze

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in die Pfeiler eingelassen. Dieselben sind schon beim Aufbau der Pfeiler einzusetzen und zu befestigen und haben den Zweck, eiserne I förmige Dammbalken mit Schrauben an den Führungsschienen zu befestigen, bezw. im Wasser durch die Führungsnuten heruntergleiten zu lassen, behufs Absperren und Auspumpen der Pfeilereinschnitte, in welch’ letztere die Rollenführungen der Stauwehrthore montiert werden sollen. Nach fertiger Montierung der Rollenführungen werden die Thore von oben herunter stückweise auf Gerüsten eingesetzt und an Ort und Stelle zusammengenietet.

Die Stauwehrthore.

Das mittlere Thor von 17 m Höhe, ca. 350 Tonnen wiegend, und die beiden Seitenthore von je 12,5 m Höhe, jedes 240 Tonnen wiegend, sind zur Erlangung eines möglichst starken Auftriebes bei Hochwasser, als Hohlkasten ausgebildet. Der dadurch erzielte Auftrieb beträgt pro Meter eingetauchte Thorhöhe rund 39 Tonnen, ohne Berücksichtigung der Ueberflutfalle. Zum selbstthätigen

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— 9,0 m und zu dem der Seitenthore eine Unterwassertiefe von —— — 6,2 m 39    39

erforderlich.

.    . rund 1540 m³

Die Unterwassertiefe der Mittelöffnung beträgt bei H. W. — 14,8 Meter, die Unterwassertiefe der Seitenöffnungen beträgt bei H. W. — 10,3 Meter, folglich würde, von Reibungswiderständen abgesehen, das Mittelthor bei 14,8 — 9,0 = 5,8 Meter, die Seitenthore bei 10,3 — 6,2 — 4,1 Meter selbstthätig gehoben, was einer frei werdenden gesamten Durchflussfläche von 20 • 5,8 -f 2 • 20 • 4,1 = 280 nV gleichkommt, ober bei h = 3,2 einem sich selbstthätig einstellenden Abflussvermögen von Q = 5,5 • 280 = .

Hierzu das Abflussvermögen durch die Turbinenanlage .    1070 m³

Total .    .    .    2610 m³ pro Secunde.

Da das Selbstanheben der Thore erst dann beginnen kann, wenn der Unterwasserstand bereits beträchtlich gestiegen ist, so sind zu diesem Behufe nebst den Turbinenschleusen vorerst zwei Thore durch die hydraulischen Hebewerke zu öffnen; das dritte Thor könnte alsdann schon durch den Auftrieb allein angehoben werden, wodurch die Betriebssicherheit wesentlich erhöht, das Anheben überhaupt bedeutend erleichtert und ein gutes Funktionieren gesichert wird.

Im nahezu gleichen Verhältnisse wie der Hochwasserstand abnimmt, gehen die Stauwehrthore durch ihr Eigengewicht in die Tiefe und schliessen ganz ab, sobald der Unterwasserstand um 5,8 bezw. 4,1 m unter die Cote 298,80 m ü. M. zurückgegangen ist.

Zum Regeln der kleineren Wasserstands-Schwankungen und namentlich auch zum freien Ableiten vom Schwemmsei, ist jedes Hauptthor mit besonderer Ueberflutfalle von 17 Tonnen Eigengewicht versehen, welche sich an der Krone des erstem, an vorspringenden Trägern angelehnt, über die ganze Breite erstreckt und zum Oeffnen um 2, 3 m abwärts verschiebbar angeordnet ist. Diese Ueberflutfallen können auf 2, 3 m Höhe auch ganz unabhängig von den Hauptthoren bethätigt werden und dieselben werden, auf den Hauptthoren seitlich aufliegend, erst dann von diesen in die Höhe mitgenommen, wenn das Reguliervermögen der Ueberflutfallen nicht mehr ausreicht.

Sowohl die Ueberflutfallen, als die Hauptthore sind auf Rollen gelagert und mit hydraulischen Hebevorrichtungen versehen.

Als Betriebsflüssigkeit ist Oel oder sogenanntes Calcidum, welches erst bei 50° Kälte dickflüssig wird, in Aussicht genommen.

Bezüglich der Konstruction und Berechnung der Thore wird auf die Zeichnungen verwiesen.

Die hydraulische Hebevorrichtung. — Cylinderberechnung.

Das Mittelthor von 17 Meter Höhe hat einschliesslich der Ueberflutfalle ein

B* 20

Eigengewicht von 367 Tonnen und folgende Maximal-Wasserdrücke aufzunehmen :

Druck auf die Vorderseite :

Q, = 20 * 17 • 8,5 = 2890 T. Druck auf die Hinterseite :

336 T.

Q2 = 20 • 5,8 • 2,9 =

2554 T.

Ueberdruck Q =

zu 0,05

Der Koeffizient für rollende Reibung wird sicherheitshalber statt lür Stahl auf Stahl, zu 0,1 angenommen; die Zugkraft zum Heben des Thores wird dann :

— 20 Tonnen

P = Q 2 f ₌ ²554 -2-0,1

25

wobei f = Reibungscoefficient,

////////////77/////77/Z7/

d = Rollendurchmesser in cm. Somit die grösste totale Hublast Ph = 367    20 = 387 Ton

nen. Diese Last verteilt sich gleichmässig auf zwei

Druckcylinder, somit pro Cylinder p = 3§2 — ^^,5 Tonnen.

von

Wird die kreisrunde Kolbenstange aus Stahl mit ca. 550 kg per cm² in Anspruch genommen, so ergibt sich für dieselbe ein Querschnitt

— 352 cm²

A - ¹93500 550

und

d = 212 bis 220 mm Durchmesser.

von

Der Arbeitsdruck des zu verwendenden Drucköles wird zu 100 Atm. angenommen; der Druckcylinder erhält daher bei einem Sicherheitskoefficienten D5 für Reibung des Kolbens und der Führungen einen Querschnitt von

A = 1,5 d⁹-³™ + 364) = 3448 cm>,

folglich einen inneren Durchmesser von :

665 bis 670 mm.

-ö#-

Von den beiden beiden Seitenthoren von 12,5 m Höhe hat jedes, einschliesslich des Gewichtes der Ueberflutfalle, ein Eigengewicht von 259 Tonnen.

Druck auf die Vorderseite:

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Qt = 20 • 12,5 • 6,25= 1560 T.

Druck auf der Hinterseite :

Qa = 20 • 1,3 • 0,65 =    17 T.

1543 T.

Ueberdruck Q —

Der Koefficient für rollende Reibung wieder zu 0,1 angenommen, wird die erforderliche Zugkraft zum Heben des Thores

0,1

• 2 • 1543 ₌

25

12,3 Tonnen.

Somit die grösste Hublast und zwar ohne Rücksicht auf hydraulischen Auftrieb des Thores

Ph = 259 4- 12,3 = 271,3 Tonnen,

135,6 Tonnen.

daher pro Cylinder =

Der Querschnitt der Kolbenstange ist :

135600 _

550

246 cm²

und der Durchmesser :

d = 177 bis 180 mm.

Bei dem gegebenen Flüssigkeitsdruck von 100 Atm., wird die Kolbenfläche

(Koefff. 1,5)

Ak = i,5 ('

i356oq

100

-h 246) = 2403 cm²

und folglich der Durchmesser

550 mm.

. [M

Zeitberechnung zum Aufziehen der Thore.

Totale Hubhöhe des Mittelthores = 15 Meter.

Totale Hubhöhe der Seitenthore = 10,5 Meter.

Das Volumen der beiden Druckcylinder des erstem beträgt somit :

9450 Liter.

Vj = Au- • S = 31,5 • 150 • 2 =..........

dasjenige der vier Druckcylinder der beiden Seitententhore :

8904 Liter.

V₂ = A< • S = 21,2 • 105 • 4 =    ..........

Volumen zum vollständigen Aufziehen aller drei Hauptthore: Total. 18354 Liter.

Eine Hochdruckpumpe liefert bei 100 Atm. Druck eine Oelmenge von 300 1. per Minute, daher erfordert das Ganzaufziehen der drei Thore zusammen eine Zeit von

73 Minuten.

l8354 ₌

3°°

(1,2 = Koeff. für Druckverluste.)

Die Konstruktion der Thorführungen.

Sämtliche Thore sind auf Stahlrollen gelagert, welche auf ihrer Unterlage genügenden Spielraum für die Ausdehnung haben.

Um die hydraulischen Kolben der Hebevorrichtungen nicht durch Horizontalkräfte ungünstig zu beeinflussen, sind die Kolbenstangen an den Enden kugelgelenkartig ausgebildet und frei durch ein Dichtungsrohr des Kolbens geführt. Sowohl der hydraulische Cylinder als das mit dem Kolben verbundene Dichtungsrohr sind aus Mannesmann-Röhren gedacht und die Cylinder auf den Pfeilern und unter sich selbst, gegen Windruck gehörig verstrebt.

Um ein einseitiges Voreilen der hydraulischen Kolben, bezw. der Wehr-thore zu verunmöglichen, sind die Druckcylinder gegenseitig mit einer hydraulischen Steuerung versehen, welche nach dem Prinzip des mechanischen Relais (Rückführung) rasch und sicher eine Ausgleichung bewirkt.

Jede einseitig voreilende Bewegung eines Thores wirkt sofort in schliessen-dem Sinne auf die Druckölzuführung des voreilenden Druckkolbens, während dem nacheilenden Druckkolben umgekehrt entsprechend mehr Drucköl zugeführt wird. Die hierbei möglichen Hubdifferenzen dürften kaum mehr als 1 bis 2 cm betragen, wodurch ein Verklemmen der Thore vollkommen ausgeschlossen ist.

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Tafel XIV.

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Die hydraulische Steuervorrichtung besteht, wie aus der Schnittzeichnung zu entnehmen ist, im Wesentlichen aus zwei Druckregler-Ventilen, welche mit einem Differenzialgetriebe und mit Gegengewichten derart angetrieben wird, dass die kleinsten Geschwindigkeitsunterschiede der Thorenden, bezw. der Seil-■ scheiben, sofort auf die Druckregler übertragen werden.

Bedienung der Thore.

Von den Druckpumpen im Turbinenhause aus führt zu jedem Hauptthor eine Druckleitung und eine Rückleitung, welche die Betriebsflüssigkeit zu den Pumpenbehältern zurückführt. Zum Aufziehen eines oder mehrerer Thore hat man nur den oder die betreffenden Druckschieber im Maschinenhaus zu öffnen und den Rückleitungsschieber zu schliessen. Umgekehrt wird zum Herunterlassen der Thore verfahren.

Soll • ein Thor in beliebiger Höhe angehalten werden, so wird sowohl der Druckschieber als der Rückleitungsschieber ganz geschlossen.

Die Stauwehrthore können daher vom Maschinenhaus aus gehandhabt und der Wasserstand kann so auf eine bestimmte Stauhöhe leicht eingestellt werden.

Sollen die Ueberflutfallen allein in Thätigkeit gesetzt werden, so hat man nur die Hochdruckschieber beim Wehr auf die entsprechenden Druckcylinder einzustellen und in der Handhabung wie bei den Hauptthoren zu verfahren.

Zur Lieferung der Betriebsflüssigkeit von ioo Atm. ist eine vollständige Turbinen- und^Pumpen-Reserve vorgesehen.

Schützen von so bedeutenden Abmessungen wie die hier projektierten, sind zwar unseres Wissens noch nirgends ausgeführt worden. Dagegen existieren Schleusenthore von annähernd ebenso grossen Dimensionen.

einem

Auch sind Schützen vorhanden von wesentlich grösserer Breite und andererseits solche mit grösserer Druckhöhe. Ferner sind mehrfach hydraulische Hebevorrichtungen ausgeführt für bedeutendere Lasten als die hier in Frage stehenden. Dieselben haben sich im Betrieb als unbedingt zuverlässig erwiesen. Unsere Schützen stellen nur eine Vereinigung der Breiten und Höhenabmessungen bereits vorhandener Anlagen, sowie erprobter Hebevorrichtungen an einzigen Objekt dar, und es kann deshalb ihre Betriebssicherheit nicht in Frage gestellt werden, zumal da die Leitungen, Pumpen und Turbinen für ihre Bewegung doppelt angelegt werden sollen.

?6

Die Kammerschleuse bildet im Oberhaupt zugleich einen Teil des Stauwehres mit einer Schützenöffnung von 9 m Weite. Ihr Bassin erhält 32,80 m Länge. Am Unterhaupt sind Stemmthore vorgesehen, sowie die üblichen Vorrichtungen zum Entleeren der Kammer. Am Oberhaupt geschieht das Füllen der Kammer einfach durch langsames Aufziehen der Schütze.

Die flussseitige Schleusenwand erhält eine sehr bedeutende Stärke, und das ganze Bauwerk wird deshalb sehr kostspielig. Jedenfalls steht der dafür zu machende Aufwand in keinem richtigen Verhältnis zu den Interessen, denen die Kammerschleuse dienen soll, und es kann schon jetzt gesagt werden, dass es weit billiger und auch hinsichtlich des Zeitaufwandes praktischer wäre, die Kähne und das Flossholz mit einem grossen Krahn oder auf sonst eine mechanische Weise über das Wehr hinweg zu befördern.

Es war im Protokoll der Regierungsvertreter vom 26. Juli 1901 die Aufgabe gestellt, Leitvorrichtungen nach der Kammerschleuse für die Flösse, sowie nach den beiden Flutöffnungen zu entwerfen.

Diese Aufgabe glaubten wir durch Projektierung eines Leinpfades am badischen Ufer bis 200 m oberhalb vom Wehr erfüllen zu sollen. Die Geschwindigkeit der Strömung ist nämlich oberhalb des Wehres, abgesehen von Ausnahmefällen, eine so geringe, dass Flösse durch Rudern gegen das Oberhaupt der Kammerschleuse hin gelenkt werden können. Bei Mittel- und kleinen Hochwassern (bis 2000 m³/sec.) erreicht sie nur 0,3 bis 1,0 m/sec. und grössere Hochwasser treten durchschnittlich nur etwa 7 mal im Jahre ein.

Die Flösse müssen ohnehin vor dem Durchschleusen am badischen Ufer festgebunden werden, um das vollständige Oeffnen der Schleuse abzuwarten. Ausserdem fällt in Betracht, dass bei den höheren Wasserständen überhaupt nicht geflösst werden kann, weil man dabei riskieren müsste, dass die über Nacht am Ufer liegen bleibenden Flösse am Morgen wegen allenfalls sinkendem Wasserstand auf das Trockene geraten.

Wir gelangen nun zur wichtigsten Frage für die Wehranlage: ihrer Durchflusskapazität bei Hochwasser. Es können folgende Oeffnungen für die Wasserabführung in Thätigkeit treten :

1.    Die Turbinen mit 450 m³/sec.

2.    Die Grundablässe unter den Turbinen.

3.    Die zwei grossen seitlichen Wehröffnungen.

4.    Die mittlere grössere Wehröffnung.

5.    Die Kammerschleuse.

6.    Die Fischwege mit 8 m³/sec.

Es soll nun von der Leistung der T. urbinen und der Fischwege hier ganz abgesehen werden, so dass nur die 4 andern Positionen zu berechnen und zusammenzuzählen sind

Wir benutzen dazu die Formel von Redtenbacher

(h + k) ² -

_3_~l    _ _

k ²    + b. a l//2g P⁷ h k

In dieser Formel ist T ~ °>^7

I/'

2g

b = Breite der Schützenöffnung = 443

h = Druckhöhe = rund 3 m

k = Geschwindigkeitshöhe des vor dem Wehr ankommenden Wassers = o,3 m t

3    3

(demnach (h H- k) T — k T = 5,83) fl * — o,83 (für eine Höhe — o des Grundwehres) a = Tiefe des Unterwassers

P⁷ h -h k = 1,82.

Für die einzelnen Wehröffnungen ergeben sich auf Grund obiger Formel folgende Abflussmengen

I. Mittlere grosse Schütze a = r5 ;

O er

= 20

2297 m ³/sec.

II. 2 kleinere Schützen

a = io,5 ; b

20

3393

III. Kammerschleuse

ll !l

553

6243

Hierzu kommt noch als sichere Leistung die der Grundablässe unter den Turbinen.

Dieselbe ist zu berechnen nach der Formel

Q =    • a . b l/₂gh

worin nach Poncelet und Lesbros für rechteckige Oeffnungen fi = o,65. Es sind 28 grosse Grundablässe vorhanden, für welche folgende Masse gelten

a = 1,6 ; b = 2,5 ; h = 3

Q =

Für die 4 kleineren Grundablässe ist

a — 0,8 ; b — 2,5 ; h = 3

Q =

56o m ³/sec.

40

Zusammen .

Gesamtes Abflussvermögen .    .    .    6843 m³/sec.

600

Dieses Ergebnis übertrifft die Abflussmenge des aussergewöhnlichen Hochwassers (525o m³/sec.) so bedeutend, dass, auch wenn die Kammerschleuse unterdrückt würde, der Ueberschuss immer noch sehr reichlich wäre.

Es fragt sich noch ob die Schützen vor einer Flutwelle mit hinreichender Raschheit geöffnet werden können.

Die Zeit, welche zum Heben der Schützen erforderlich ist, wurde oben zu 73 Minuten angegeben. Wenn auch nur ein einziges Thor mit der hieraus sich ergebenden Geschwindigkeit gehoben würde, so könnte damit die Durchflussöffnung stündlich um rund 25o m² vermehrt werden. Hieraus ergiebt sich eine Vermehrung der Abflussmenge um mindestens 0,7 • 25o [/    3 = i343m³/sec., während

bei der raschesten der beobachteten Flutwellen, wie aus Tab. 5 hervorgeht, die stündliche Zunahme nur 121 m³/sec. beträgt. Es versteht sich, dass trotz dieser grossen Sicherheit ein Beobachtungsdienst eingerichtet werden muss zur Regulierung des Oberwasserspiegels. Dies bietet aber keinerlei Schwierigkeit und es wäre sogar nicht ausgeschlossen, die Regulierung für die aussergewöhnlichen Hochwasser automatisch einzurichten.

Von besonderem Interesse ist sodann die Frage wie oft die Schützen in Thätigkeit zu setzen sein werden.

Um dies zu ermitteln wurde die Tabelle 4 aufgestellt. In derselben entspricht die Abflussmenge von 460 m³/sec. dem durchschnittlichen Abfuhrvermögen der Turbinen, 1000 m³/sec. dem der Turbinen und Grundablässe zusammen. Bei grösseren Wassermengen muss das Oeffnen einer oder mehrerer Wehrschützen beginnen.

Aus der Tabelle 4 ergiebt sich dass, wenn das Wehr schon seit 1879 bestanden hätte, das Jahr 1880 das ungünstigste gewesen wäre. In demselben hätten die Schützen 12 mal geöffnet und geschlossen werdet) müssen. Meistens hätte aber eine Schütze ausgereicht, und niemals wäre es nötig gewesen dreie zu öffnen. Die mittlere Anzahl des Oeffnens und Schliessens für die betrachtete Periode wäre jährlich 6 gewesen, während im Jahre 1893 das Oeffnen nur 1 mal nötig gewesen wäre.

Auf Grund derselben Betrachtung lässt sich voraussehen, dass mehr als eine Schütze im Mittel nur alle 3 Jahre aufzumachen sein wird, bezw. dass dies im allgemeinen höchstens 2 mal im Jahr nötig wird.

Die zum Durchschleusen bei der Kammerschleuse nötige Zeit setzt sich für ein Floss ungefähr wie folgt zusammen.

30 Min.

1.    Heben des oberen Thores .

20

2.    Hineinziehen des Flosses. .

.    .    30    »

3.    Schliessen des oberen Thores

20

4.    Entleeren der Schleuse und Oeffnen des untern Thores .    .

Total ....    100 Min.

Tafel XV.

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Der beim Durchschleusen entstehende Wasserverlust spielt auch bei Niederwasser mit Rücksicht auf die Entleerungszeit keine Rolle.

Die Fischwege.

Im Gutachten der Fischereisachverständigen zum Protokoll der Regierungsvertreter vom 26. Juli 1901 wird die Errichtung zweier Fischwege von mindestens 3 m Breite an den beiden Ufern für notwendig erklärt. Dagegen wird, mit Rücksicht auf die Gelegenheit weitere Erfahrungen zu sammeln, die Festsetzung der Bauweise dieser Anlagen für später Vorbehalten.

Wir waren demnach nicht in der Lage ein endgültiges Projekt für die Fischwege aufzustellen. Dagegen glaubten wir, der Vollständigkeit des Planmaterials halber, immerhin eine Lösung für diese Anlagen in dasselbe aufnehmen zu sollen. Dabei traten auch die Schwierigkeiten zu Tage, welche einer Gestaltung der Fischwege nach dem Begehren der Sachverständigen entgegenstehen.

Vorerst erscheint es unthunlich, einen der Fischwege am schweizerischen Ufer anzulegen, weil daselbst ein grosses Gebiet für eine allfällige Erweiterung der Motorenanlage auf 40 bis 50000 P. S. reserviert bleiben muss. Wir haben versucht, diesen Fischweg im Trennungspfeiler zwischen Wehr und Turbinenanlage unterzubringen. Er würde dort bei 2,50 m Breite, 13,75 % Gefälle erhalten.

Am badischen Ufer ist ausserdem ein Fischweg mit 3 m Breite und 6,65 % Gefälle vorgesehen, der um die Kammerschleuse herumführt und der ganz im Fels auszusprengen wäre. Beide Anlagen sind als Fischpässe mit möglichst unregelmässiger Sohle und zackigen Wänden gedacht nach Art der gegenwärtig in den Rheinfelsen vorhandenen zum Teil natürlichen z. T. künstlichen Wege dieser Art, die von den Salmen benutzt, und in welche bei geeignetem Wasserstand jeweils die Reusen zu ihrem Fang eingelegt werden.

Wir haben das Gefälle jeines solchen Fischweges beim sog. Laufenplatz am Schweizer Ufer zu 8 % bestimmt.

Die Wassermenge, welche den Fisch wegen zugeführt werden soll, spielt keine Rolle, und die Tiefe kann wesentlich grösser sein als V2 m wie verlangt wurde. Freilich ist zu berücksichtigen, dass mit der Wassertiefe die Raschheit der Strömung zunimmt und den Aufstieg der Fische erschwert.

82

Die Motorenanlage.

Die projektierte Motorenanlage soll diejenige Kraft nutzbar machen, welche bei der gegebenen Stauhöhe auch bei Niederwasser mit Ausnahme von seltenen Fällen vorhanden ist. Es sind dies, wie auf Tafel XX graphisch dargestellt ist, 30000 Pferdestärken. Dabei ist angenommen, dass von der kleinsten Wassermenge von rund 270 m³/sec. noch 10 m³/sec. durch die Fischwege und Undichtheiten der Schützen verloren gehen. Es ist zwar möglich und wahrscheinlich auch schon vorgekommen (1857), dass die Abflussmenge noch unter die hier angegebene zurückgegangen ist, aber ein genauer Nachweis hierüber ist nicht möglich und wegen Ausnahmefällen, die nur alle Jahrzehnte einmal Vorkommen, dürfen wir die Leistung der Anlage nicht beschränken. Es giebt Verwendungsarten der zu erzeugenden elektrischen Energie, bei denen eine Beschränkung der Arbeit während kurzer Zeit ohne Nachteil ertragen werden kann.

Es kann übrigens auch darauf verwiesen werden, dass für die Wasserwerkanlage Rheinfelden die kleinste Abflussmenge zu 290 m³/sec. angenommen wurde.

Die zur Verfügung stehende kleinste Wassermenge von 260 m³/sec. würde bei einem Nutzeffekt der Turbinen von 80 % die Leistung ergeben von

260 000• 11    0,8 = rund 3oooo P. S.

75

Dies ist die normale Leistung der Anlage (siehe Tab. 13).

Turbinen.

Die Turbinenanlage umfasst:

2 einfache Radialturbinen zu 120 P. S. und 130 Umdrehungen (eine als Reserve), zum Betriebe der Pressöl-Pumpen für die Stauwehranlage und für die Turbinenschützen,

2 einfache Radialturbinen zu 120 P. S. und 130 Umdrehungen (eine als Reserve), zum Betriebe der Pressölpumpen für die Turbinenstupfe und Regulatoren,

2 dreistufige Radialturbinen zu 800 P. S. und 120 Umdrehungen (eine als Reserve) für die Erregermaschinen.

14 dreistufige Radialturbinen zu 2500 P. S. und 70 Umdrehungen für die Generatoren (2 als Reserven).

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Tabelle i3.

Disponible und benutzte Kraft für die verschiedenen Wasserstände.

Pegelstand

in

Disponible

Wasser

menge

Höhe

des

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Oberwasser

spiegels

Höhe

des

Unterwasser-Spiegels

Nutz

gefälle

Pferdestärken

Benützt

Disponibel

m^/sec.

0.075

Brutto, Nach Abzug des verloren gehenden Wassers

Netto

bei ungefähr 80 o/o

Nutzeffekt

290.57

268

301.00

290.00

11.00

39300

38 200

30 000

291.17

301.00

29¹ -75 292.26

368

445

301.00

301.00

290.40

290.70

290.95

10.60

10.30

10.05

44100 50600 59600

294.94

295-65

298.33

299.85

793

944

i7°5

2164

301.00

301.10

301.20

301.30

292.00 j

T

292.30

293.60

294.10

9.00

8.80

7.60

7.20

95 IQo

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Diese Turbinen, welche nach dem System der Actiengesellschaft der Maschinenfabrik von Theodor Bell & Cie in Kriens als Saugturbinen ausgebildet sind, werden durch den natürlichen Auftrieb des Betriebswassers zum Teil entlastet, indem das zweitunterste Laufrad von 2,70 m. Durchmesser direkt als Entlastungskolben wirkt.

Die Anordnung ist im Wesentlichen genau derjenigen der 10 000 pferdigen Turbinenanlage in der Beznau a. d. Aare bei Döttingen, nachgebildet.

Bielersee mit bestem Erfolge zur Anwendnug

Die selbstthätige Regulierung der Turbinen erstreckt sich auf alle drei Leiträder gleichzeitig ; die Leitradregulierungen bestehen aus grösstenteils entlasteten ins Leitrad drehbar angeordneten Zungenschiebern, nach dem bewährten System -4- Patent 14540, wie solche u. a. auch bei den 1500 pferdigen I urbinendes Electricitätswerkes Hagnek am

gelangten.

Diese gegen Sand und Schwemmsei beinahe unempfindliche und sehr widerstandsfähige Turbinenregulierung hat den Vorteil, dass die Turbinen bis zu

Tafel XIX.

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l/₃ der Voll-Belastung mit nahezu konstantem Wirkungsgrade von 80 — 85 % arbeiten.

Die oben aufgeführten 12 Generatorturbinen ergeben zusammen eine Leistung von 31 040 P. S., somit mehr als die oben angegebenen, dem Niederwasser entsprechenden 30 000 P. S. Es will dies aber nur besagen, dass die grössere Leistung, für welche die Turbinen der Sicherheit halber gebaut werden sollen, bei höhern Wasserständen und bis ungefähr 5 m Gefälle erzielt werden könnte.

Wenn das Gefälle unter 5 m zurückgeht, was ebenfalls nur selten der Fall sein wird, vermindert sich die Leistung entsprechend und würde bei ausser-gewöhnlichen Hochwasser noch rund 1000 P. S. für jede Haupt-Turbine betragen. Letztere besitzen in diesem Falle, wo die Druckhöhe nur noch 3 m beträgt, ein Wasser-Ableitungsvermögen von je 30 m³/sec.

In der graphischen Darstellung über die Kraftgewinnung (Tafel XXI) ist als weitere Stufe der Ausnützung der Stauanlage die Ausdehnung der Turbinenanlage auf brutto 62000 P. S. (netto 50000 P. S.) angegeben mit der Bemerkung, dass die dabei neugewonnenen 23800 P. S. brutto (20000 P. S. netto) während durchschnittlich 10 */₄ Monaten im Jahr vorhanden wären. Ob nun eine solche Erweiterung jemals wünschenswert sein wird, kann noch nicht entschieden werden. Jedenfalls ist es aber geboten, auf die Möglichkeit einer Erweiterung überhaupt Rücksicht zu nehmen. Wen wir dafür ebenfalls Motoreneinheiten von 2500 P. S. netto annehmen, so erhalten wir folgendes Bild für die durch Wassermangel beschränkte durchschnittliche Benutzungsdauer der neu hinzukommenden Turbinen.

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Die erste würde laufen können jährlich an 359 Tagen. » zweite

» dritte » vierte » fünfte » sechste » siebente » achte

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312

Die Erweiterung der Anlage könnte durch geradlinige Verlängerung des

Motorengebäudes noch in fast unbegrenzter Ausdehnung vorgenommen werden.

Da sich beim Anschluss des Turbinengebäudes an das Wehr eine tote Ecke bildet und die Abströmung durch die nächste Schützenöffnung bei Hochwasser hier für die benachbarten Turbinen etwas ungünstig wirken dürfte, so empfiehlt es sich, an das untere Ende des Turbinengebäudes die 6 kleinen Nebenturbinen zu verlegen und hier das Gebäude für die Unterbringung der Schalttafel und der Transformatoren etwas zu verbreitern. An diesen 21 m breiten und um langen Gebäudeteil reihen sich sodann die 16 gleichartig ausgebildeten je 9 m Länge einnehmenden Kammern für die Hauptturbinen an.

zu Seite 88.

Zu dem oben Gesagten ist zu bemerken, dass nach Vorschrift der beidseitigen Regierungen, die Turbinen-Anlage so beschaffen sein soll, dass sie jederzeit leicht auf eine Netto-Nutzleistung von 50000 P.S. erweitert werden kann.

Diese Nutzleistung soll bei einem Wasserstand des Rheines entsprechend 1.33 m. am Pegel zu Basel, also bei einem Nutzgefälle von 9 m. im Schäffigen vorhanden sein. Nach dieser Bestimmung ist die Anlage zur Zeit auf 30000 P. S. vollständig auszubauen; dagegen sollen sämtliche Fundamente und Wasserbauten so vorgesehen werden, dass sich der Rest der Turbinen bis zu 50 000 P. S. jederzeit leicht einsetzen lässt.

Um die ersten Anlagekosten nicht zu sehr zu vergrössern und in Anbetracht der grossen Fortschritte, welche der Turbinenbau neuerdings im Erstellen von grossen Turbinen-Einheiten gemacht hat, ist man dazu gekommen grössere Turbinen-Einheiten zu wählen.

Es sind nun Turbinen-Einheiten von 5 000 P. S. vorgesehen. Dieselben brauchen Turbinenkammern von 7.¹⁾⁰ m. 1. Breite, dies giebt bei einer Stärke der Scheidewand von 2.5 m. eine Gesamtlänge des ganzen Baues von 140 m. einschliesslich zweier Reservekammern à 5000 P. S. mit Flilfsturbinenkammern, jedoch ausschliesslich dem Schaltraum.

Die Leistung der so vorgesehenen Turbinen ist dann die folgende:

Eine Turbine verbraucht bei dem Maximal-Gefälle von 1 1 m. eine Wassermenge von 43 m³/sec und hat eine Leistung von 5000 P. S.

Bei einem mittleren Gefälle von 9 m. passieren 53 nU/sec die Turbine und ergeben eine Leistung von 5000 P. S.

Bei einem Minimal-Gefälle von 7 m. schluckt die Turbine 57 m³/sec und ihre Leistung beträgt dann nur noch 4000 P. S.

Bei normalem Gefälle und entsprechender Wassermenge ist dann für 10 Turbinen die Leistung des ganzen Werkes

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50000 P. S.,

wozu noch die schon oben erwähnten kleinen Turbinen für die Bedienung der Tore und Schützen mit circa 120 P.S. kommen.

8₉

Druckölanlage.

Zur Lieferung des Pressöles für die Turbinenstupfe und Regulatoren sind zwei 120 P. S. Radialturbinen vorgesehen, welche mittels Winkelrädern drei-cylindrige Hochdruckpumpen antreiben. Die Druckhöhe ist zu 40 Atm., die Fördermenge zu 750 Minutenliter berechnet.

Diese Hülfstnrbinen sind mit denjenigen, welche für die Bedienung des Stauwehres und der Schützen bestimmt sind, in zwei völlig getrennten Kammern untergebracht, so dass sowohl für den Wehrschützenbetrieb, als auch den Maschinenbetrieb vollständige, abstellbare Reservesätze gebildet werden.

Das Röhrenleitungsnetz für Pressöl ist derart angeordnet, dass Abteilungen von je drei Turbinensätzen behufs Revision ohne Weiteres ausgeschaltet werden können.

Die Entwässerungsanlage.

Trotzdem der untere Teil der Turbinen in’s Unterwasser eintaucht, können dieselben in kurzer Zeit wasserfrei und zugänglich gemacht werden.

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Zu diesem Zwecke werden Unterwasserthore mittels Laufkatzen von Kammer zu Kammer vor die Ausflussöffnungen befördert und diese damit Hinterwasser abgeschlossen.

Zwei ioopferdige Kreiselpumpen mit verticalen Achsen, welche in einem besonderen Pumpenschachte möglichst tief aufgestellt und oben von Electromo-toren unabhängig angetrieben sind, besorgen in wenigen Minuten das Entwässern der abgesperrten Turbinenkammern.

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Das Wasser wird durch senkrechte Zweigröhren, welche mit Klappen schliessbar sind, angesogen und durch ein, wagrecht in’s Mauerwerk direct einbetoniertes Sammelrohr von 1,00 Meter Durchmesser, von den Pumpen in’s Freie befördert. Die Schliessklappen der senkrechten Zweigröhren werden mit Gegengewicht stets geschlossen gehalten und nur dann, unter Benutzung der hydraulischen Hebevorrichtung der Grundablässe, geöffnet, wenn die betreffende Kammer wasserfrei gemacht werden soll.

An der Falle der Grundablässe ist nämlich ein Anschlagswinkel angebracht, der am Gegengewichthebel der Schliessldappe anschlägt, diesen hebt und die Klappe öffnet.

90

Die Wasserfördermenge wird am Rohr-Ausflüsse in’s Freie bezw. auf der Druckseite der Pumpen mittels Schieber dem Wasserandrang entsprechend eingestellt. Eine Schieberanordnung im Pumpenschacht gestattet auch, allfällig durch den Beton in diesen Schacht gesickertes Wasser mit denselben Pumpen heraus zu befördern.

Schutzvorrichtungen und Schwemmseiabfuhr.

Ablenkung von

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In geeigneter Richtung vor dem Turbinenhause soll gröberem Schwemmsei und Eis eine vertical an der Oberfläche schwimmende Schutzwand in Form eines Howe’schen Trägers angelegt werden, welche mittels Ketten in die horizontale Lage einstellbar auf dem Felsgrunde verankert wird (Schwimmbalken). Folgende Skizze giebt einen Querschnitt dieser Vorrichtung.

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Unmittelbar vor den Turbinen-Einlaufschützen ist ausserdem zur Ablenkung der, unter dieser schwimmenden Schutzwand hindurch zum Turbinenhaus

langenden Schwemmsei ein grober Rechen mit etwas flussabwärts schräg gestellten senkrechten Flacheisenstäben von ca. 10/2 cm Stärke und 10 bis i5 cm Abstand angeordnet.

Die Stäbe sind zwischen I-Eisen eingesetzt und mittels Laufkatzen ausziehbar.

9i

Diese beiden Schutzvorrichtungen sollen nur gröbere Schwemmsei von der Turbinnenanlage ablenken und dem Hauptdurchlass des Stauwehres zuführen. Das feinere Schwemmsei, welches in die Turbinnenkammern gelangt, wird vom eigentlichen Turbinenrechen aufgenommen und durch eine kräftig wirkende Wasserspühlung unter den Turbinen hindurch in⁵s Unterwasser geführt.

Diese patentierte Schaad-Ferranti’sche Rechenspülung besteht im Wesentlichen darin, durch eine doppelte Anordnung von Schleusen, abwechselnd eine Hälfte des bei jeder Kammer angebrachten feinen Rechens durch Wasserdruck von innen nach aussen vom Schwemmsei zu befreien, während die andere Hälfte dem Betriebe fortdient.

Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht hauptsächlich darin, dass der dem Schwemmsei, welches zwischen den Rechenstäben allfällig festgeklemmt wird, direkt entgegenwirkende Wasserdruck bis zum Maximum wächst, wenn die Rechenstopfung auf der betreffenden Seite eine vollkommene werden sollte. Diese Vorrichtung mit steigender Spülkraft ist daher im Stande, einem bei grösseren Werken bisher schwer gefühlten Uebelstande abzuhelfen.

Der Druckverlust, welcher in der Turbinenkammer wegen der grösseren Wasserdurchführung zum Abspülen des Rechens entsteht, wird durch die Zurück-drängung, bezw. Tieferlegung des Unterwasserstandes an der Ausflussöfifnung des mit voller Kraft ausströmenden Wassers, reichlich ersetzt.

Die Einlauf-, und die Grundablassschleusen werden mit demselben Pressöl, wie die Stauwehrthore, hydraulisch geöffnet.

Die beschriebene Rechenspülung ist in gleicher Weise auch für die Pressölturbinen und Erregerturbinen vorgesehen.

Transport- und Hebemittel,

Das Maschinenhaus ist mit einem durchgehenden Normalgeleise versehen, so dass die Maschinentheile und Materialien durch Eisenbahnwagen direkt unter die Laufkrane des Maschinensaales gebracht werden können.

zur

Zwei elektrisch betriebene Laufkrane von je 5o Tonnen Tragkraft dienen Montierung und während des Betriebes als Hülfsmittel zur Vornahme von Revisionen und Reparaturen an den Maschinenteilen.

92

Der Unterwasserablauf.

Für den Ablauf des Unterwassers ist die Flusssohle auf einer Gesammt-fläche von i5ooo in² zu vertiefen bis auf das Niveau 286. Die hierfür nötige Aussprengung hat im oberen Teile 3—4 m Höhe

Die Uferböschung wird hier z. T. in Fels, z. T. in Kies oder Nagelfiuh liegen und soll je nach der Standfestigkeit geböscht werden.

Die neue Rheinbrücke.

Bei der Wahl der Brückenkonstruktion war in erster Linie auf die ästhetische Wirkung des Bauwerks zu sehen; dieses sollte sich harmonisch in das eigenartig schöne Landschaftsbild eingliedern.

Diese Rücksicht führte zur Annahme einer Hängebrücke mit zwei Oeff-nungen und mit einem in der Strommitte stehenden Haupttragpfeiler. Letzterer wurde in solchen Dimensionen ausgebildet, dass er unbedingt das Auge des Beschauers auf sich ziehen muss. Mit anderen Brückensystemen wäre die Ausgestaltung eines dominierenden Punktes nur sehr schwer oder gar nicht zu erreichen gewesen.

Dieser für das Brückenbild charakteristische, kräftige Turmpfeiler lässt sich sowohl in seinen architektonischen Formen wie auch durch die Wahl des Baumaterials, ganz der Gegend anpassen, wie aus der eingereichten Landschaftsskizze (mit der für die neue Brücke gewählten Architektur) zu ersehen ist. Die Wahl einer anderen als der vorgeschlagenen Architektur ist dabei nicht ausgeschlossen, da die konstruktive Aufgabe des Turmes durch seine äusseren Formen nicht beeinträchtigt wird.

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Von dem Turmpfeiler aus gleitet der Blick von selbst am Träger und den angenehm wirkenden Kurvenlinien der Kabel entlang zu den beiden Ufern hin.

Die Konstruktion mit 2 Oeffnungen bietet auch [praktisch einen grossen Vorteil. Die Verankerung der Tragkabel in der gewöhnlichen Form erfordert die Herstellung tiefer Stollen und Schächte, welche stets zugänglich bleiben müssen. Für derartige Einrichtungen ist der freie Platz vor der Brücke an beiden Ufern zu eng, und es würden sich daraus dauernde Unzuträglichkeiten ergeben. Im vorliegenden Falle war es möglich die Tragkabel direkt an dem entsprechend stark konstruierten Träger zu verankern und dadurch die lästigen Ankerschächte zu vermeiden. Die an den Trägerenden aufwärts gerichtete Kraft ist verhältnissmässig gering; sie wird durch einen unmittelbar am Ufer befindlichen

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Mittelpfeiler der projektierten neuen Rheinbrücke in Laufenburg.

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Verschlossenes Tragkabel für Hängebrücken

(Bruchfestigkeit 800 000 kg.) hergestellt von Felten & Guilleaume, Carlswerk in Mülheim a. Rh.

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an den Trägerenden aus ästhetischen zur Aufhebung dieser Kraft

Anker aufgenommen. Auch könnten die Gründen angebrachten Obelisken als Druckkörper ausgebildet werden.

Es wurden folgende Belastungsannahmen gemacht :

Für Menschengedränge 350 Kilo per m².

Für F Uhrwerke 4 Tonnen Raddruck bei 3,5 m Radstand.

Die Nutzbreite der Brücke beträgt 7,0 m, wovon 4,4 m auf die Fahrbahn und je 1,3 m auf die beiden Fusssteige entfallen. Die Hängestangen sind an der Aussenseite der Fusssteige vorgesehen, so dass zwischen Fahrbahn und Fusssteigen kein Hindernis liegt Es ist dadurch auch breiteren Wagen möglich, einander auf der Brücke auszuweichen.

Die auf diesen Grundlagen konstruierte Brücke übertrifft die bisherige an Leistungsfähigkeit so sehr, dass damit auch den wachsenden Verkehrsansprüchen der Zukunft Rechnung getragen ist.

Der genannte Mittelpfeiler ist um 1 m dicker als er im Querprofil 15847, das für die Stauberechnung diente, angenommen war. Dies soll dadurch ausgeglichen werden, dass am schweizerischen Ufer die Aussprengung um 1 m breiter gemacht wird.

Verlegung des Schreienbach-Bahndurchlasses.

Nachdem das Wehr weiter flussabwärts verschoben wurde, kommt der ziemlich tief liegende Auslauf des Schreienbaches am^badischen Ufer und der bei Bahnkilometer 310 + 200 befindliche gewölbte Durchlass desselben unter der badischen Staatsbahn in den Staubereich. Die normale Stauung würde bis 2,56 m über den Gewölbescheitel am Auslauf reichen und die des Hochwassers noch höher. Damit bleibt sie noch 5 V₂ m unter der Krone der Stirnmauer und 9 m unter der Bahnkrone. Das aussergewöhnliche Hochwasser von 1876 reichte bis auf Va m über den Gewölbescheitel.

Da der Schreienbach nicht von grosser Bedeutung ist und sein Bett, das ganz im Fels liegt, weiter aufwärts ein starkes Gefälle hat, so lässt sich, wie uns scheint, der Durchlass ohne Nachteil und grosse Schwierigkeit so hoch legen, dass seine Auslaufsohle über das gestaute Hochwasser zu liegen kommt. Dabei müsste das Bauwerk, um mit den Fundamenten nahe der Sohle in den gewachsenen Fels zu kommen, etwa bei Bahnkilometer 310 -4- 219 angelegt werden. Der Schreienbach müsste durch eine entsprechende Korrektion, die ihm eine günstigere Richtung giebt dem neuen Durchlass zugeleitet werden. Die alte Bachrinne und der alte Durchlass wären mit Steinmaterial auszufüllen.

T 02

Vor der ganzen Bucht beim gegenwärtigen Bachauslauf soll eine über das gestaute Hochwasser reichende Ufermauer angelegt werden (nach der Type von Tafel VII) die zugleich zur Vorüberführung des Leinpfades dient. Ueber letzteren hinweg würde der Auslauf des Baches, der in der Regel nur so wenig Wasser hält, dass dieses fast in den Fugen der Sohlenplästerung verschwindet, als flache Rinne geführt.

Die Annahme dieser im Situationsplan dargestellsten oder die Aufstellung abweichender Forderungen muss natürlich dem Befinden der Eisenbahnbehörde anheimgestellt bleiben.

Bedeutung der Anlage in Bezug auf Schiffahrt, Flösserei, Fischfang

und landschaftliche Schönheit.

Es ist bekannt, dass der Rhein bei Laufenburg nicht schiffbar ist und die Stromschnelle sogar eine gewisse Gefahr für den Kahnverkehr oberhalb Laufenburg bildet. Diese Verhältnisse würden durch die Wasserkraftanlage vorteilhaft geändert.

r Die Flösserei würde aus der Anlage ganz wesentliche Vorteile haben. Indem die Fährlichkeiten und Nachteile der Stromschnelle für sie verschwinden, und an ihre Stelle ein einfaches, für das Holz schadloses Durchschleusen tritt. Es ist aber bekannt, dass diese Transportart des Holzes auf dem Oberrhein fast ganz eingegangen ist und die Uferstaaten sich mit der Frage beschäftigen, sie überhaupt zu verbieten.

Die Wirkungen, welche die projektierte Anlage für die Fischerei haben wird, lassen sich einteilen in direkte und indirekte. Zu den ersteren gehört die Beeinträchtigung des Fischfanges im Bereich der baulichen Veränderungen des Flussbettes. Vor allem fällt die Strecke beim Rheinfall in Betracht, deren Ausbeutung namhafte Beträge abwirft und Eigentum der Gemeinden Gross- und Kleinlaufenburg ist. Die bestehenden Fischereieinrichtungen und Fangstellen fallen hier durch die Flussbetterweiterung hinweg und werden auch dadurch bedeutungslos, dass die Stromschnelle, welche die Fische zum Aufstieg längs der Ufer zwang, verschwindet. Damit ist aber noch nicht gesagt, dass es ausgeschlossen sei, mit einer, den neuen Verhältnissen angepassten, Fangmethode die gleichen Erfolge zu erzielen wie bisher.

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Im Bereich der Wehranlage spielte die Fischerei nur eine ganz unbe deutende Rolle und ihre Unterdrückung an dieser Stelle ist desshalb nicht grosser Tragweite. Sie erscheint aber notwendig um die Fische zu schützen, welche die Einrichtungen zum Aulsteigen über das Wehr benutzen.

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Als indirekter Nachteil für die Fischerei müsste die Erschwerung des Auf-und Abstiegs der Fische durch das Stauwehr angesehen werden, wenn die Einschränkung der Fischerei bei Laufenburg selbst dafür nicht einen Ausgleich schafft.

Es sollte aber möglich sein, die besonders wichtigen Einrichtungen zum Aufsteigen der Fische ebenso wirksam herzustellen wie anderwärts, und in diesem Falle dürften sowohl für den Fischfang oberhalb Laufenburg wie für die Fischerei im allgemeinen, nur Vorteile entstehen, denn die bisherige Gelegenheit zum Fischen bei der Stromschnelle glich eigentlich derjenigen in einem Fischwege, wo sich an einzelnen Punkten grössere Mengen ermüdeter Fische ansammeln müsen und leicht zu erbeuten sind.

Die Absicht den Rheinfall bei Laufenburg auszustauen und seine rauhen k elsufer teilweise in regelmässige Böschungen zu verwandeln, ist vielfach als eine barbarische Entwertung hervorragender Naturschönheiten taxirt worden. Hierauf ist zu entgegnen, dass doch in unserem Falle nicht ästhetische Werte in Frage stehen, die etwa mit dem Rheinfall bei Schaffhausen auf annähernd gleiche Stufe zu stellen sind und die gegenüber dem öffentlichen Nutzen einer grossen Wasserkraftanlage in’s Gewicht fallen könnten. Wenn wir dazu noch erwägen, dass durch die Stauung bei Laufenburg ein mehrere Kilometer langes seeartiges Wasserbecken geschaffen wird mit ausgedehnten regelmässigen Stadenmauern und dass die baufällige Brücke durch ein der umgewandelten Landschaft angepasstes, ebenso schönes als solides Bauwerk ersetzt werden soll, so müssen wir zu der Ueberzeugung kommen, dass das Landschaftsbild der Zukunft doch auch wertvolle Vorzüge oder sogar bedeutende Reize haben wird.

Noch nie hat man gezögert eine schöne Gegend zu durchwühlen, wenn es galt, ihre Schätze an Erzen oder Steinkohlen zu heben. Hier handelt es sich aber darum, der Natur ihre brachliegenden Reichtümer und Kräfte in einer anderen, reinlicheren Form abzugewinnen und sie in einem Umfang nutzbar zu machen, der den Qualm von hundert Millionen Kilogramm in einem Jahre verbrannter Steinkohlen zu ersetzen vermag.

Auch hierin lässt sich eine ästhetisch vorteilhafte Seite unseres Projektes

erkennen.

Bauprogramm.

ie Bauten werden in einer Reihenfolge auszuführen sein, bei der eine schädliche Stauung der Hochwasser ausgeschlossen ist. Es wäre demnach mit den Erweiterungen des Flussbettes, namentlich beim Rheinfall und mit dem Umbau der Rheinbrücke zu beginnen. In dem Maasse, in welchem diese Arbeiten fortschreiten, sollen auch Bauten begonnen werden, durch welche eine Verengung des Abflussquerschnittes, bezw. ein Aufstau herbeigeführt wird.

Demnach dürfte die Wehr- und Turbinanlage, soweit dafür Fangdämme hergestellt werden müssen, erst in Angriff genommen werden, wenn weiter oben schon namhafte Erweiterungen des Flusses ausgeführt sind.

Dieser Umstand wird die Bauzeit um einige Monate verlängern.

Für die vollständige Abteufung des erweiterten Profils auf Niederwasser-höhe muss ein sehr tiefer Wasserstand abgewartet werden.

Gleichzeitig mit den Aussprengungen im Flussbett und dem Umbau der Brücke sind die Ufermauern auszuführen.

Das Motorengebäude kann wahrscheinlich hinter einem Fangdamm ausgeführt werden. Die Flusspfeiler des Wehres sind pneumatisch zu fundieren, ebenso die dazwischen liegenden Sohlenschwellen.

In letzter Linie erfolgt der Einbau der Schützen. Wenn diese erpropt und herabgelassen sein werden, kann die Inbetriebnahme der Turbinen erfolgen.

Die ganze Bauzeit wird auf 3 ¹/₂ Jahre veranschlagt.

Die Turbinnen sollen nur successive nach Massgabe des Kraftabsatzes eingebaut werden, wobei die Anlage dem letzteren um ' die nötige Reserve vorauszueilen hat.

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Verzeichnis der Abbildungen

Seite.

Der Rheinfall bei Laufenburg...................

Die „Enge“ unterhalb Laufenburg.................

I.    — Uebersichtsplan................

II.    — Längenprofil des Rheins vom Pegel Waldshut bis zur

Stauanlage................

III.    — Querprofile durch das Rheinbett..........

IV.    — Graphische Darstellung der Abflussmengen des Rheins in

Basel und der Zuflussmengen zwischen Laufenburg und Basel............

V. — Graphische Darstellung der Abffussmengen

Laufenburg..........

VI. — Graphische Darstellung der Pegelstände in Laufenburg .

VII. — Normalprofil der Ufermauern...........

VIII. — Beziehung zwischen den Wasserständen am Laufenburger Pegel und bei der Wehr-Baustelle im Schäffigen .    .

IX. — Beziehung zwischen den Wasserständen am Laufenburger Pegel und beim Soolbad Laufenburg.......

X.    — Situationsplan für das Wehr und das Motorengebäude .

XI.    — Stauwehranlage................

XII. — Stauwehr (Stabilitätsberechnung)..........

XIII.    — Stauwehrthor................

XIV.    — Hydraul. Hebevorrichtung............

XV.    — Schiffschleuse, Fischweg............

XVI.    — Schiffschleuse und Fischweg (Querschnitte)......

XVII.    — Turbinenanlage................

XVIII. — Turbinenanlage (Querschnitte)...........

XIX. — Nutzgefälle für die verschiedenen Wassermengen . . . . XX. — Graphische Darstellung der Kraftgewinnung bei den verschiedenen Wasserständen..........

XXI. — Rheinbrücke zwischen Klein- und Gross-Laufenburg .    .    .

Projektierte neue Rheinbrücke in Laufenburg (Bild)...........

Mittelpfeiler der projektierten neuen Rheinbrücke in Laufenburg.......

Verschlossenes Tragkabel für Hängebrücken..............

Tafel

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des Rheins in

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62 — 63

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67

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80—81

82—83

83

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INHALTS-VERZEICHNIS

Seite

Vorwort

Stromverhältnisse.......................

Projektbeschreibung......................

Verschiedene Lösungen für die Wasserkraftgewinnung.......

Allgemeine Disposition..................

Stauverhältnisse..............,......

Flussbauliche Arbeiten..................

Das Stauwehr.....................

Die Stauwehrthore....................

Die hydraulische Hebevorrichtung. — Cylinderberechnung......

Zeitberechnung zum Aufziehen der Thore . r.........

Die Konstruktion der Thorführungen.............

Bedienung der Thore...................

Die Fischwege.....................

Die Motorenanlage................. ,    .

Turbinen.......................

Druckölanlage.....................

Die Entwässerungsanlage.................

Schutzvorrichtungen und Schwemmseiabfuhr...........

Transport- und Hebemittel.................

Der Unterwasserablauf..................

Die neue Rheinbrücke..................

Verlegung des Schreienbach Bahndurchlasses........

Bedeutung der Anlage in Bezug auf Schiffahrt, Flösserei, Fischfang und landschaftliche Schönheit.................

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Bauprogramm.................

Kraftverwertung.................

Uebersicht der Daten für die Wasserkraftanlage Laufenburg .

104

105

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Uebersieht der Daten für die Wasserkraftanlage üaufenburg.

a. Hydraulische Daten.

Niederwasser

Mittelwasser

Hochwasser

Natürlich

Künstlich

Natürlich

Künstlich

Natürlich

Künstlich

Pegelstand in Laufenburg .

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299 9°

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29514

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300.25

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(308.30)

305-85

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Entsprechender Pegelstand in Basel. .    . j .    ° ^

i' (247-03)

¹ *35

⁶-54

(248.53)

(253-72)

Vorhandene Wassermenge in m3/sec. . Benützte Wassermenge in m3/sec. Ausnutzung der disponiblen Wassermenge

in %............

Normale Leistung der Anlage brutto P. S. Normale Leistung der Anlage netto P. S.

290.0

268.0

301.15 99° o 301.0

11.0

260.0

97° 39 3°o 30 000

292.3

850.0

b. Konstruktions-Daten.

Stauwehr Anlage

2 Pfeiler: Kronencote 3i6.o 2 Pfeiler: Kronencote 3i 1.2

Versteifungsbrücke:

Gesammtbreite 6 m — Fahrbahncote 3o6.2 m 3 Ueberfallschützen:

Breite 20 m

Höhe 2.3 m

1 grosses Schützenthor:

Sohlencote 284.0 m — Höhe i5.o m Breite 20.0 m

2 kleine Schützenthore: Sohlencote 288.5 m —

Höhe 10.5 m Breite 20.0 m

Betrieb der Anlage

Hydraulischer Druck: 100 Atmosphären Hubzeit aller Schützen 73 Min.

Kammersehleuse

Breite 9 m

Lichte Länge 32.8 m Untere Sohle, Cote 289.0 m Obere Schwelle, Coite 294.0 m

Oberes Hebethor:

Breite 9 m —

Unten zweiflügiges Stemmthor.

Höhe 7 m

301.70 9000 301.0

309.50

307.80

20 000

298.8

302.0

8.7

3-2

5250

340

40

39 3°°

30 000

Turbinen Anlage

Länge des Turbinen-Gebäudes. . Breite des Turbinen-Gebäudes. . Anz. der Generator-Turbinen Leistung einer Generator-Turbine

Tourenzahl............

Lichte Weite einer Turbinenkammer ............

Stärke der Scheidewand.....

Anzahl der Erreger-Turbinen Leistung einer Erreger-Turbine .

Tourenzahl............

Breite einer Turbinenkammer . . Anzahl der Pumpen-Turbinen . . Leistung einer Pumpen-Turbine.

162 m 16.40 m

14

25oo P. S. 70 i. d. Min.

800 P. S. 120 i. d. M. 4.60 m

120 P. S.

Grundablässe

Anzahl der grossen Grundablässe 28 Grössenverhältnisse 2.5 m X 1.6 m Anzahl der kleinen Grundablässe 4 Grössenverhältnisse 2.5 m X 0.8 m

Fisehwege

Anzahl 2

Breite 2 5m 3.o m Wassermenge per Fischweg 4 m.³/sec. Gefälle im rechtsufrigen Fischweg 7.6% Gefälle im linksufrigen Fischweg i3 6°/0

Kraftverwertung.

m

iii

ie zu gewinnende elektrische Energie soll in der Form von hochgespanntem Drehstrom, der in der Nähe der Verbrauchsstellen auf '*die entsprechende niedrige Spannung und je nach Bedarf in Gleichstrom transformiert wird, fortgeleitet werden.

Die hierzu nötigen elektrischen Einrichtungen und Anlagen gehören nicht in den Rahmen dieser Vorlage, bei der es sich lediglich um die Wasserkraftgewinnung handelt.

Die Aussicht auf eine baldige Verwertung der ebenso zuverlässigen als umfangreichen Kraftquelle stützt sich weniger auf den jetzt schon vorhandenen Bedarf einer industriereichen Umgebung als auf die Annahme, dass bei einem niedrigen Preise der Kraftabgabe neue Industrien als Abnehmer herangezogen werden können.

BIBLIOTEKA GŁÓWNA

ML16646

Kdn., Czapskich 4 — 678. 1. XII. 52. 10.000

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

111-16646