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SCHIFFAHRTS = KONGRESSE

II. Kongress - St-Peterstarg -1908

H. Kongress - St. Petersburg -1908

II. Kongress - St-Peterstarg -1908

I. Abteilung : Binnenschiffahrt 1. Frage

ANLAGE VON WEHREN IN FLÜSSEN

mit stark wechselnden Wasserständen und gegebenen-falls mit starker Eisführung, bei Berücksichtigung der Interessen der Schiffahrt und der Industrie.

BERICHT

VON

F. V. HANSEN mitl G. 3IALM

BRÜSSEL

BUCH DRUCKEREI DER ÖFFENTLICHEN ARBEITEN (GES. M. B. II.)

169, rite de Flandre, 169

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

00000317117

Zwei grössere Wehranlagen

IN SCHWEDISCHEN FLÜSSEN

it' z ?

Um einen Begriff davon zu geben, wie man in Schweden während der letztverflossenen Zeit das in der aufgestellten Frage enthaltene Problem zu lösen gesucht hat, haben wir es als geignet angesehen, dem Kongress eine kurze Beschreibung über zwei bedeutendere Anlagen der genannten Art zu unterbreiten, von denen die eine, bei Kvarnsveden, schon ausgeführt, die andere, bei Trollhättan, nur begonnen ist.

Wehranlagen bei Kvarnsveden (pl. I)

Kvarnsveden liegt am Dalelf, einem der grössten Elfe Schwedens, der dort einen ungefähr 13 Meter hohen Fall bildet. Die Hochwassermenge im Elf beträgt ungefähr 2 000 cbm pro sec. und die Niederwassermenge ungefähr 100 cbm pro sec. Auf dem Elf werden jährlich 3—4 Millionen Hölzer hinunterge-flösst.

Das fragliche Wehr wurde in Verbindung mit einem grösseren Wasserkraftwerk angelegt, dem ungefähr 18 000 P. S. entnommen werden, die grösstenteils in einer nahe am Kraftwerk gelegenen Papierfabrik verbraucht werden. Das Wehr ist in direktem Anschluss an die an dem rechten Ufer liegende Kraftstation gelegt und erstreckt sich in gebrochener Linie nach dem anderen Ufer hinüber. Die Grundrissform ist mit Rücksicht auf den natürlichen Grund gewählt und in der Absicht dem Scheitel eine grosse Länge zu geben, um den Wechsel des oberen Wasserspiegels innerhalb mässiger Grenzen zu halten. Der Winkel bei e hat den besonderen Zweck, den angreifenden Wasserstrom stromabwärts von dem Ufer abzulenken.

Das Wehr ist in 15 Spannen von ungleicher Länge eingeteilt. Die grösste (c-d), von einer Länge von 28 Meter, ist mitten in die ursprüngliche Flussrinne verlegt und in erster Linie für das Flössen und die Eisableitung bestimmt, weshalb man versucht hat, durch vor das Wehr ausgelegtes hölzernes Leitwerk das Flossholz und heranschwimmendes Eis durch dieselbe zu leiten. Da jedoch sowohl Holz als Eis, zu Zeiten eines grösseren Wasserandrangs, nicht daran gehindert werden können sich einen Weg unter das Leitwerk zu bahnen und da die Flossauslassöff-nung zur Zeiten starken Holzganges nicht hinreicht, so wurde die Regel aufgestellt, dass die beweglichen Teile in allen Spannen so angeordnet werden sollten, dass der Wasserlaut zwischen den Pfeilern vollständig frei von Schützen und Ständern gemacht werden könnte.

Im Winkel zwischen dem Wehr und der Kraftstation ist eine Fischtreppe von dem in Schweden gewöhnlichen Typus mit zickzackförmigen Abteilungen gebaut. Die Neigung der Treppe ist unten 1 : 8, in der Mitte 1 : 10 und oben 1 : 12.

Der Teil des Wehrs (a-b), welcher der Kraftstation am nächstens liegt, wurde auf einer zur Zeit des Baues existierenden kleinen, jetzt überschwemmten Insel aufgeführt und besteht aus 7 Spannen von 5 m 9 Spannweite. Der feste Wehrkörper ist vom Berge ab aus Beton ausgeführt (Fig. 2).

Der Scheitel liegt 4 Meter unter Hochwasser. Die Sockel der Zwischenpfeiler sind ebenfalls in Beton ausgeführt. Die der äusseren Beschädigung ausgesetzten Oberflächen des Betons sind mit einem 7 cm 5 dicken Schutzlager aus Cementmörtel belegt ; ausserdem haben die Teile, welche dem Angriff der heranstürzenden Wassermassen am meisten ausgesetzt sind, eine Plankenbekleidung erhalten. Zur Verstärkung der Niederstromsenden der Beton-Pfeiler sind in jedem derselben drei Eisenbahnschienen eingegossen. Die Zwischenpfeiler bestehen aus Böcken aus □-Eisen, die mittels einer in dem festen Wehrkörper und im Berge gut verankerten Konstruktion festgehalten werden. An den Seiten sind sie zum Schutze gegen Stösse von Holz und Eis mit Planken bekleidet. Die Böcke sind oben mittels einer Brücke aus Holz verbunden. Der Pfeiler im Winkel b ist aus Beton ; derselbe ist an den der Abnutzung ausgesetzten Teilen mit gehauenem Granit bekleidet.

In die drei zunächst der Kraftstation liegenden Auslassöffnungen sind Sektorschützen (Fig. 2) eingesetzt, welche die ganze

Breite einnehmen. Jede Schütze besteht aus vier kreisförmig gebogenen Balken, die am unteren Ende mit einer Fachwerkskonstruktion vereinigt sind. Diese ist um zwei an den Zwischenpfeilern festsitzenden Zapfen drehbar, die so plaziert sind, dass die durch dieselben gehende Achse durch den Mittelpunkt des Kreises geht, nach dem die Balken geformt sind. Am oberen Ende liegen die zwei äusseren Balken, auf welchen Zahnsegmente festgesetzt sind, an zwei an gemeinsamer Welle sitzende Zahnräder an, während die beiden übrigen Balken gegen auf derselben Welle befestigte gewöhnliche Stützrollen anliegen. Die Welle wird mittels eines Handrades und einem Schneckenvorgelege gedreht. Die Plankenbekleidung ist mittels Schrauben an die Balken befestigt. Die vier übrigen Auslassöffnungen in diesem Teile des Wehrs werden mit gewöhnlichen Schützen gedeckt.

An den übrigen Teilen des Wehrs (b-c-d-e-f) ist der feste Wehrkörper aus gezimmerten Kisten ausgeführt um eine gewisse Elastizität zu erlangen, was mit Rücksicht auf den ansehnlichen Holzgang im Elf als zweckmässig angesehen wurde. Da die Kisten beständig unter Wasser stehen, ist der Bestand des Wehrs zweifelsohne in jedem Fall gesichert.

Der Eckpfeiler bei c ist jedoch auf ähnliche Weise wie der Pfeiler bei b gebaut. Ausserdem ist die Landbefestigung, die sich mit zwei parallelen Armen, zwischen welche Dichtungsstoff gelegt ist, ungefähr 25 m in das Strandufer hineinstreckt, in Granit in Cementmörtel gemauert.

Die Holzkisten (Fig. 3 und 4) stehen direkt auf dem Berge und sind demselben wohl angepasst; sie sind auch mit Eisenbolzen in demselben verankert.

Sie sind mit den Längenwänden im Abstand von 2 m 5 und den Zwischenwänden im Abstand von 3 m hergestellt. Das verwendete Holz hatte eine Mittellänge von 6 m und einen Mitteldurchmesser von 28 cm. Die Holzschichten sind mit den zunächst darunter liegenden durch Deichnägel aus CU-Eisen verbunden, die in einem Abstand von 1 m 5 von einander eingeschlagen sind. Die stromaufwärts gelegenen Räume in den Kisten sind mit dicht zusammengefügten Wänden hergestellt und mit gutem wohlzubereiteten ’Deichfüllungskies gefüllt, worüber noch ein Lager Moos dicht unter das untengenannte Holzdeck gelegt ist, um der Wegspülung des Kieses vorzubeugen. Um dem Wehrkörper die nötige Festigkeit zu geben, sind die

übrigen Räume teilweise mit Steinen angefüllt. Die Kisten sind schliesslich mit einem dichten Holzdeck aus 15 cm. dicken Planken gedeckt und sind auf der Niederstromseite mit groben Flacheisenbeschlägen versehen, um gegen die Abnutzung durch das passierende Holz geschützt zu sein. Vor den Kisten ist eine Bank von der oben genannten Kiesart aufgefüllt und darüber ist eine Steinbekleidung gelegt, um die Wegspülung des Kieses zu verhindern. Die Kisten sind 5—9 m hoch und die Bodenbreite im Durchschnitt 20 m. In der Floss-Auslassöffnung beträgt die Höhe 9 m 5 und die Bodenbreite 25 m.

Die Spannweite ist auf der Strecke b-c 14 m, in der Flösse-reiöffnung 28 m, wie vorher angegeben, und 10—11 m in den übrigen Auslassöffnungen. Der Scheitel des festen Wehrkörpers liegt auf dem Teile b-c 3 m 5 unter Hochwasser, in der halben Flössereiöffnung 2 m 5 und in der anderen Hälfte 1 m 5 unter Hochwasser damit in heissen Sommern das Flössen mit möglichst geringem Wasserverbrauch geschehen- kann, und in den übrigen Auslassöffnungen 3 m 1—3 m 5 unter Hochwasser.

Die Zwischenpfeiler bestehen auch hier aus Eisenböcken, die aus I-Eisen N. P. 40 zusammengenietet und sowohl am Berge wie an den Kisten wohl verankert sind. Sie sind vollständig mit Schmiedeisenblech bekleidet, das auf der Oberwasserseite halbkreisförmig gebogen ist. Zwischen die Blechbekleidung ist dann Beton eingefüllt, worin die Eisenböcke also vollständig eingegossen stehen. Die Böcke sind oben mit einer Eisenbrücke mit parabelförmigen Fachwerkträgern in der Flössereiöffnung und Blechträgern in den übrigen Spannen vereinigt.

Die beweglichen Wehrteile sind von etwas wechselnden Typen. In der Flössereiöffnung (Fig. 3) sind keine Ständer, sondern die Schützen, welche eine Breite von 1 m 4 und eine Höhe von 1 m 5 oder 2 m 5 haben, sind auf Gelenken unter der Brücke aufgehängt und können durch Ketten mittels Winden gegen den Strom auf geklappt werden. Um eine genügende Stärke gegen den Wasserdruck zu erhalten, ist in die Brückenbahn auch ein horizontaler Parabelträger eingelegt.

In den übrigen Spannen sind gewöhnliche Schützen mit aufklappbaren Ständern (Fig. 4 und 5) verwendet.

Die Schützen sind 1 m 11 breit und 3 m 1—3 m 5 hoch. Sie werden mit Hilfe einer längs dem Wehre gehenden 18 m/m Kette gehandhabt, deren eines Ende um eine bei a stehende Kettentrommel gelegt ist, die durch eine Wasserturbine getrie-

ben wird. Die Kette wird gestreckt gehalten und von der Trommel durch ein an ihrem anderen Ende bei angebrachtes Gegengewicht abgerollt. Beim Aufnehmen einer Schütze wird eine lose Kette an einen an der unteren Kante der Schütze angebrachten Haken gesteckt und um eine am Brückenträger gerade vor der Mitte der Schütze sitzende Kettenscheibe gelegt, worauf sie an die obengenannte mittels einer Winde getriebene Kette angehakt wird, welche dann in Bewegung gesetzt wird. Soll eine Schütze niedergeschoben werden, so wird eine lose Kette an einem Haken, der an dem oberen Teil des an der Schütze sitzenden Pfostens angebracht ist, befestigt und unter die Kettenscheibe geleitet, worauf sie wie vorher an der mittels der Winde getriebenen Kette festgelegt wird.

Für das Aufnehmen der Ständer sind zwei von verschiedenen Konstrukteuren patentierte System verwendet worden.

Nach dem einen (Fig. 4) sind die Ständer, die aus zwei zusammengenieteten 3 -Eisen bestehen, drehbar an ihren obem Enden befestigt, so dass sie mittels einer am unteren Ende angehakten Kette in der Längenrichtung der Brücke aufgezogen werden können, wobei sie sich um die Befestigungspunkte drehen. Die Schwelle ist dabei an der Vorderseite mit Haken ausgeformt, so dass das untere Ende des Ständers auf den Bücken des nebenstehenden Ständers geleitet wird, den er dann während des Aufziehens nachschleppt. Die Ständer werden dann längs der Brücke aufgehängt, bis sie beim Schliessen der Auslassöffnung in umgekehrter Richtung niedergeklappt werden.

Bei dem anderen System (Fig. 5) sind die Ständer in gleicher Weise wie bei dem vorhergehenden gebildet und an kurzen in dem vorderen Brückenträger festgesetzten -Eisen mittels Gelenke befestigt, welche die Drehung in einer gegen die Längenrichtung der Brücke senkrechten Ebene gestatten. Die kurzen 3 -Eisen sind so befestigt, dass sie mittels Stangen wie gewöhnliche Schützen auf- und niedergehoben werden können. Beim Aufnehmen wird das 3 -Eisen so weit aufgehoben,dass das untere Ende des Ständers von der Schwelle loskommt, wobei der Ständer mit dem Strome schwingt und unter der Brücke aufgehängt wird. Beim Hinunterlassen der Ständer bedient man sich einer schmalen Manöverbrücke, die auf von den Zwischenpfeilern getragenen, gegen die Oberwasserseite ausspringenden Consolbalken ruht. Um die Plazierung der Balken in die richtige Lage zu erleichtern,ist die Wehrschwelle mit einer jedem Ständer entsprechenden Aussparung versehen. Bedarf es eines hastigen Oeffnens einer Spanne, so können die 3 -Eisen aufgehoben werden, so dass die Ständer von der Schwelle loskommen, während die Schützen in derselben festsitzen, wobei die letzteren natürlich mit dem Strom gehen müssen.

Wehranlagen bei Trollbättan (pl. II)

Trollhättan, vielleicht der bekannteste Turistenplatz Schwedens, liegt am Göta Elf, der den Auslauf Vänerns, des grössten Binnensees Schwedens, und des drittgrössten Europas, bildet.

Der Elf bildet bei Trollhättan eine Reihe von Fällen und Stromschnellen mit einer Gesamtfallhöhe von 33 m, die auf einer Strecke von ungefähr 1 500 m auf einander folgen.

Auf dem Elf findet ein sehr lebhafter Seeverkehr statt, teils zwischen den Häfen Vänerns, für dessen Hinterland der Göta Elf eine Verkehrspulsader ist, und die See bei Gotenburg, teils zwischen Gotenburg über Vänern sowie durch den quer durch Schweden angelegten Göta Kanal und die Ostsee. An den Troll-hättafällen vorbei führt ein im festen Berge ausgesprengter Kanal, der mit dem Elf unterhalb der Fälle durch zwei Schleusentreppen in Verbindung gesetzt ist, von denen die älteste mehr als 100 Jahre alt ist aber sich noch in vollkommen betriebsfähigem Zustande befindet, während die andere seit 1844 im Gebrauch ist. Drei unvollendete, unmittelbar neben der natürlichen Elfrinne liegende Schleusen, die einer noch älteren in den 1750 Jahren begonnenen Strasse angehören, welche letztere doch nie ganz fertig wurde, zeugen von Ideen, die an Kühnheit mit denen unserer heutigen Ingenieure wetteifern. Es liegen Vorschläge zu einer neuen, verbesserten Wasserstrasse vor und durften in einer nicht allzu fern liegenden Zeit zur Verwirklichung kommen.

Mittels eines alten mit dem Kanal gleichalterigen Kistenwehrs über den Elfzweig, der dem Einlauf in den Verkehrskanal am nächsten liegt, ist der Wasserstand bisher notdürftig reguliert worden. Die Hauptrinne des Elfs geht jedoch am entgegengesetzten Ufer längs. Infolge der regulierenden Einwirkung des obenliegenden grossen Behälters, des Vänersees, ist der Wechsel der hervorströmenden Wassermenge verhältnismässig klein, in-

dem die Niederwassermenge 320 cbm in der Sek. und die Hochwassermenge ungefähr 900 cbm in der Sek. beträgt. Die Schwankungen des Wasserstandes halten sich infolgedessen innerhalb der mässigen Grenze von ungefähr 2 m.

Ein Flössen kommt jetzt nicht mehr vor, teils aus dem Grunde, dass sich solches in der wilden natürlichen Elfrinne äusserst schwierig erwiesen hat, teils weil die eigentlichen Waldgegenden oberhalb des Vänern liegen, weshalb das Holz, das nicht bei der Ankunft im See veredelt wird um in veredelter Form weiter befördert zu werden, schon vor dem Transport über den See in Flössen zusammengelegt werden muss, wonach es in gleicher Weise nach dem Bestimmungsort geführt wird.

Der Eisgang kann dagegen sehr schwer werden, indem er sowohl Eisschollen von sehr grosser Breite als auch Massen von kleineren Eisstücken mit sich führt. Da ausserdem der Elfboden aus kahlen Felsen besteht, welche durch Wärmeausstrahlung leicht abgekühlt werden, so wird die Grundeisbildung bei dafür günstiger Witterung ausserordentlich lebhaft, und es ist eingetroffen, das die Schwelle der Hauptrinne teilweise durch Grundeis abgedämmt gewesen ist.

Jetzt ist eine Wehranlage über die Hauptrinne in Ausführung und zwar in Verbindung mit der Anlage eines grossartigen Wasserkraftwerkes, das der schwedische Staat, der Eigentümer der Fälle, ausführen lässt, um die Kraft auszunützen, welche nach Ausnahme des für die Bewahrung der Naturschönheit erforderlichen Wassers erübrigt. Das Wasserkraftwerk wird für 80 000 Turbinen-Pferdekräfte angelegt; doch steht ungefähr der doppelte Betrag zur Verfügung, wenn Vorrichtungen für die Regulierung des Vänern ausgeführt werden.

Das Wehr wird auf der Schwelle des obersten Falles unmittelbar oberhalb der Spitze der Gullön (Fig. 1) angelegt, welche den Elf in zwei Zweige teilt, und wird in gerader Linie über die Hauptrinne ausgedehnt. Der Grund wird in seiner ganzen Länge aus dem vollständig reingespülten Berggestein gebildet. Vorrichtungen für die Fisch-Wanderung auszuführen hat man dem Wasserwerksbesitzer nicht auferlegt, da es sich erwiesen hat, dass die Fälle bisher ein entschiedenes Hindernis für das Vordringen der Fische den Elf hinauf gebildet haben. Sollte später ein Fischweg zu Stande kommen, so wird derselbe neben das Wehr verlegt.

Das Wehr erhält 4 Auslassöffnungen, welche durch in Granit

gemauerte Pfeiler getrennt sind, denen man auf der Oberwasserseite eine für das Brechen des Eises geeignete Form gegeben hat; die Wehrschwellen werden aus Beton hergestellt und der Scheitel wird mit gehauenem Granit bekleidet. Der Schwellenscheitel wird in allen Auslassöffnungen auf einer Tiefe von 4 m 40 unter dem Hochwasserstand gelegt. Die beiden mittleren Auslassöffnungen erhalten jede eine freie und offene Breite von 20 m und sollen mit Walzenwehren (Fig. 2 und 3) abgesperrt werden, die von dem Patentinhaber dieser Wehrkonstruktion, der Firma Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellschaft Nürnberg A. G., konstruiert, aber in Schweden ausgeführt werden.

Die Walzenwehre, die als so bekannt vorausgesetzt werden, dass es keiner näheren Beschreibung bedarf, haben hier einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 3 m 6 und werden ohne Ballastraum konstruiert. Für die Dichtung gegen die Schwelle ist an der Unterseite der Walze ein Holzstock befestigt. Die Seitendichtung wird mittels eines holzbekleideten federnden Blechkragens bewirkt, der an die Walze festgenietet ist und gegen eine auf den Mauerpfeilern befestigte Eisenplatte anliegt. Jede Walze wird durch ein im einen Ende angebrachtes Windwerk gehandhabt. Die Windwerke werden auf den für beide Walzen gemeinsamen Pfeiler gestellt und sollen von Elektromotoren getrieben werden. Die Bewegungen werden durch gezahnte Bahnen und Gelenkketten reguliert. Das Motiv für die Wahl dieses Wehrtypus war einesteils die Notwendigkeit, für den starken Eisgang breite und freie Oeffnungen zu schaffen, teils der Wunsch, eine effektive Eisableitung auch mit verhältnismässig kleinem Wasserverbrauch zu ermöglichen, da Eisgang zuweilen auch bei einer sehr geringen Wassermenge Vorkommen kann. Diese letztere Eigenschaft besitzen die Walzenwehre, die infolge ihrer runden Form schon bei ziemlich geringer Erhöhung über die Schwelle das Passieren schwimmender Gegenstände unter die Walze gestatten. Andere Wehrformen, die durch Senken gegen den Grund derselben Bedingung entsprechen, verbinden jedoch dieses Verdienst mit dem Fehler, dass ihre empfindlichen Teile unter dem Wasser verborgen sind.

Da die Walzenwehre ziemlich kostspielig sind, ist ihre Verwendung auf die beiden mittleren Auslassöffnungen beschränkt worden. Die westlichste Auslassöffnung (Fig. 2 und 4) die zuerst ausgeführt und neben die eigentliche Elfrinne ver-

legt wird, ist 19 m 7 breit und wird mit 5 Stück 3 m 7 breiten Schützen abgeschlossen, deren Gerüst aus Eisen und deren Bekleidung aus Holz besteht und die gegen Ständer aus Differdin-gerbalken No. 40 anliegen. Die Schützen sind in der Höhenrichtung in zwei Teile geteilt und jeder Teil lässt sich nach Bedarf aufziehen oder niederschieben. Die Schützen werden nicht mit Friktionsrollen versehen, sondern sie werden mit starken Winden teils durch Elektromotor, teils durch Handkraft gehand-habt.

Dem östlichen Ufer zunächst wird eine 3 m breite Auslassöffnung angebracht, die mit einer in obenerwähnter Weise konstruierten Schütze bedeckt wird. Der Zweck dieser Auslassöffnung ist der, bei sehr kleinerem Wasservorrat Wasser an den östlichen Elfzweig zu geben und im Falle gelinden Eisganges bei kleinem Wasservorrat Möglichkeit zur Ableitung des Eises, das sich vor dem Einlauf des Kraftkanals sammelt, zu gewähren, ohne irgend eins der Walzenwehre zu öffnen.

Auf die Pfeiler wird eine 3 m 5 breite Handhabungs- und Gangbrücke aufgelegt, die auch eine Stütze für eine Absperrvorrichtung aus Stahlrohrnadeln bildet, womit sich bei Bedarf jede Auslassöffnung absperren lässt.

Um guten Wasserzulauf zum Wehr zu schaffen, wird der Elfgrund vor demselben teilweise vertieft und das Ufer auf beiden Seiten gerade gemacht.

F.    V. Hansen,

G.    Malm.

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