Sparbecken [1]

[166] Sparbecken (Sparkammer, Sparweiher, Seitenbecken, Seitenkammern), ein bezw. mehrere mit wasserdichten Wänden und Boden versehene Becken neben der Kammerschleuse (s.d.), in welchen bei der Entleerung der Schleusenkammer ein Teil des Wassers zurückgehalten werden kann, das dann bei der Füllung in die letztere wieder zurückgeführt wird.

Dadurch ist es in jenen Fällen, wo das Wasser für die Speisung der Schiffahrtskanäle schwer zu beschaffen ist, möglich, den Wasserverbrauch für die Schleusungen zu vermindern. In Fig. 1, die den Querschnitt einer Kammerschleuse von der Grundrißfläche F darstellt, seien a₁ a₂ ... die einzelnen Sparbecken von der Grundfläche f. Jede obere mit y bezeichnete Wasserschicht der Kammerschleuse werde in das nächst untere Sparbecken mit der Wasserhöhe z abgelassen und liege der Wasserspiegel h i des letzteren in der gleichen Höhe mit dem unteren Niveau der zugehörigen Schleusenschicht (Ausspiegelung). Beim Entleeren des Sparbeckens a₁ z.B. füllt sich dann die gleiche Schicht y', so daß y₁ = y und nach erfolgter Ausspiegelung c' d' gleich hoch mit h' i' wird. Es wird daher durch das Sparbecken h i h' i' die Schicht c d e f zur Füllung der tieferen Schicht c' d' e' f' der Kammer wieder verwendet. Dasselbe wiederholt sich bei den andern Sparbecken. In der Regel werden die Sparbecken symmetrisch zu beiden Seiten der Schleuse derart angelegt, daß die Wasserschichten die gleiche Höhe z behalten und die Wasserfläche f auf beide Seiten verteilt wird. Aus Fig. 1 ist auch zu entnehmen, daß nur die unterste Schicht k l k' l' der Schleusenkammer in Sparbecken nicht mehr zur Aufspeicherung gelangen kann und daher bei der Füllung der Schleuse aus der oberen Haltung beschafft werden muß. Es sei nun H das Schleusengefälle, n die Anzahl der Sparkammern, v das Verhältnis der Grundflächen F : f, dann ist F · y = f · z, also z = v · y. Aus Fig. 1 folgt H = (n + 1) y + z = y (n + v + 1). Sonach ist das Verhältnis der ersparten Wassermenge zur ganzen Schleusenfüllung E : H = n : (n + v + 1), also E = H · n : (n + v + 1) und die ersparte Schleusenwassermenge A = H · n : (n + v + 1) · F.

Praktisch ist nur die Anwendung von einer oder zwei Sparkammern, d.i. in einer oder in zwei Höhen, weil sonst für das Füllen und das Entleeren mehrerer derselben der Zeitaufwand als Verlust an Schleusungszeit zu groß würde; in den genannten Fällen beträgt, wenn v = 1, also die Flächen der Seitenbecken gleich mit der Grundfläche der Schleusenkammer, die Ersparnis ¹/₃ bezw. ²/₄ oder 33 bezw. 50%.

Will man dagegen neben der Anzahl der Becken auch noch deren Oberfläche vergrößern, so, würde zwar nach dem Vorstehenden die Wasserersparnis noch zunehmen, aber nicht in dem Maße, daß der Nutzen dem größeren Aufwände an Kosten und Zeit entsprechen würde.

Um bei den Sparschleusen die größere Zeitdauer für das Füllen und Entleeren der Schleusenkammer gegenüber den gewöhnlichen Kammerschleusen zu verringern, wird in der Praxis nicht die volle Ausspiegelung der Wasserstände zwischen der Kammer und den Sparbecken [166] abgewartet. In diesen Fällen ist dann, wenn z.B., wie in Fig. 2, für eine Kammerschleuse mit zwei Sparbecken F = f und h das Schleusengefälle ist, die Wasserersparnis nicht mehr F · h : 2, sondern F (h : 2) – e. Für den üblichen Fall e = 0,1 m beträgt dann die Ersparnis 0,484 der ganzen Schleusenfüllung. Um den Abfluß des Wassers aus dem Becken nicht durch die zu große Reibung auf der Sohle und an den Wänden des Beckens zu verzögern, werden die Becken tiefer als erforderlich angelegt und erhalten außerdem noch ein Sohlengefälle gegen die Schleusenkammer. In neuerer Zeit werden auch zwei nebeneinander liegende Kammerschleusen (Zwillingsschleusen) als Sparschleusen verwendet, so daß die eine Kammer immer als Sparbecken für die andre dient, wodurch bei voller Ausspiegelung 50% Wasser erspart werden kann; eine solche Zwillingsschleuse besitzt jedoch eine um etwa 30% geringere Leistungsfähigkeit als zwei einzelne Schleusen mit eignen Sparbecken.

Literatur: [1] Handbuch der Ingenieurwissenschaften 1906, S. Teil, Bd. 8. – [2] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1896, S. 57. – [3] Debauve, Des eaux comme moyen de Transport, Paris 1878, Bd. 10. – [4] Annales des ponts et chaussées 1886, Bd. 2. – [5] Zentralblatt der Bauverwaltung 1895, S. 303; 1898, S. 485.

Pachnik.