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Ein Binnenschiff wird in der Schleuse Neckarzimmern gehoben

Eine Schleuse oder Schiffsschleuse(nanlage) ist ein Ingenieurbauwerk,^[1] das Wasserfahrzeugen ermöglicht, Niveauunterschiede zwischen zwei Abschnitten einer Wasserstraße zu überwinden.

Ihr Kennzeichen ist eine zwischen den beiden Abschnitten angebrachte Kammer, die mit je einem Schleusentor sowohl nach oben (Oberwasser) als auch nach unten (Unterwasser) wasserdicht verschließbar ist. Während der Schleusung eines Wasserfahrzeugs sind beide Tore geschlossen, und die Kammer wird in der Regel durch sogenannte Torumläufe (bei kleinen Schleusen auch durch mit Schiebern versehene Öffnungen in den Toren) für dessen Heben bzw. Senken auf das obere Niveau gefüllt bzw. auf das untere Niveau geleert. Die Tore werden wechselweise geschlossen und geöffnet:

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  Bergfahrt: einfahren - unten schließen - füllen - oben öffnen - ausfahren,


• Talfahrt: einfahren - oben schließen - leeren - unten öffnen - ausfahren .

Schleusentypen sind:

• parallel liegend: Schleusengruppe, Doppel- oder Zwillingsschleuse (siehe Abbildung 1),


• nacheinander liegend, voneinander abhängig (Untertor ist gleichermaßen Obertor der tieferen Kammer): Koppelschleuse (zweistufig, z. B. Pechlaurier im Canal du Midi), Schleusentreppe (mehrstufig, z. B. Fonserannes im Canal du Midi),


• Wasserverbrauch: Sparschleuse, wegen Bauart oft Schachtschleuse genannt (z. B. Schachtschleuse Minden)

Gemäß Lage und Wasserstrasse wird unterschieden in:

• Binnenschleuse,


• Seeschleuse,


• Hafenschleuse,


• Flussschleuse,


• Kanalschleuse.

Eine Seeschleuse verbindet eine Binnenwasserstraße, an der meistens auch ein Binnenhafen liegt, mit dem Meer (z. B. Seeschleuse Wilhelmshaven). Bei Meeren mit Gezeiten (z. B. die Nordsee) wechseln ihre Seiten zwischen Unter- und Oberwasser hin und her.
Als Hafenschleuse wird meistens eine Kanal- oder Flussschleuse bezeichnet, die zu einem (Binnen)-Hafen führt (z. B. Hafenschleuse Linden). Manchmal liegt sie nur in der Nachbarschaft eines Hafens.

Schleusen, Rollberge und Schiffshebewerke werden unter dem Sammelbegriff Abstiegsbauwerke zusammengefasst.

Bauweisen und Funktionsprinzip |

Einkammer-Schleuse, Funktionsprinzip
1 bis 7: Aufstieg eines Schiffs
8 bis 14: Abstieg eines Schiffs

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Zeitraffer-Darstellung eines Schleusengangs in der Schleuse Anderten

Eine Schleuse besteht aus einer Schleusenkammer, bei einer Doppelschleuse aus zwei konstruktiv in einem Bauwerk miteinander verbundenen Schleusenkammern, und für jede Kammer aus zwei oder mehr Schleusenhäuptern mit Schleusentoren, von denen im Allgemeinen nie mehr als eines gleichzeitig geöffnet ist. Schleusen mit mehr als zwei Toren gibt es beispielsweise an Kreuzungen von Kanalsystemen, so wie die Kesselschleuse in Emden und die Rundschleuse von Agde, oder zur Unterteilung einer langen Schleusenkammer mit einem Mitteltor wie am Main. Bei geschlossenen Schleusentoren lassen sich der Wasserspiegel in der Schleusenkammer und mit ihm die in der Schleusenkammer schwimmenden Schiffe durch Wasserzulauf aus dem Oberwasser auf das Niveau des Oberwassers heben oder durch Ablauf auf das des Unterwassers senken. Ist der jeweilige Wasserspiegel erreicht, wird das abgrenzende Schleusentor geöffnet und die Schiffe können aus der Schleusenkammer in den angrenzenden Gewässerabschnitt ausfahren oder aus diesem in die Schleuse einfahren. Für Zu- und Ablauf sind bei Fließgewässern keine Pumpen nötig; das Wasser fließt aus dem Oberwasser in die Schleusenkammer ein und beim Senken aus der Schleusenkammer in das Unterwasser ab. Bei Schifffahrtskanälen geht bei Schleusungen Wasser aus der oberen Haltung in die untere verloren. Zum Ausgleich wird Wasser zurückgepumpt oder es wird bei Sparschleusen ein Teil des Schleusungswassers beim Entleeren der Schleusenkammer in seitliche Sparbecken geleitet und für die nächste Füllung wieder verwendet. Beispiele hierfür sind die Doppelsparschleuse Anderten des Mittellandkanals und die Sparschleuse Henrichenburg des Dortmund-Ems-Kanals. Eine Variante ist die Zwillingsschleuse, bei der ein Teil des Schleusungswassers der einen Schleusenkammer zum Füllen der anderen Schleusenkammer einer Doppelschleuse verwendet wird; Beispiel: Schleuse Herne-Ost des Rhein-Herne-Kanals.

Zum Füllen und Leeren der Kammer dienen Schieber wie Plattenschütze oder Segmentschütze. Diese befinden sich bei älteren Schleusen direkt in den Schleusentoren oder in den Torumläufen. Bei Schiffsschleusen im 21. Jahrhundert sind die Schieber in Längskanälen eingebaut. Um Turbulenzen beim Füllen der Schleusenkammer zu minimieren, wird das Wasser durch Längskanäle in den Kammerwänden oder in der Kammersohle (Grundläufe), die über die ganze Länge der Kammer verteilt sind, zugeführt. Die Schieber wurden früher per Hand mit Winden bewegt, inzwischen werden die Schieber hydraulisch oder mit Elektrohubzylindern bewegt.

Eine Sonderform der Schleusen, bei der sowohl die Bewegung der Tore als auch die der Schieber ohne zusätzliche Energie erfolgt, sind die von Ludwig Hotopp entwickelten Schleusen, bei denen sämtliche Bewegungen von Toren durch Pneumatik erfolgt. Die erforderliche Druckluft für den Betrieb der Schleusen wird durch die Wasserstandsdifferenz von Über- und Unterwasser mittels fallender Wassersäulen erzeugt. Die Schleusen des Systems Hotopp ermöglichten den Bau moderner Schleusen in Regionen, die noch nicht elektrifiziert waren. Am Elbe-Lübeck-Kanal sind noch heute Hotopp-Schleusen in Betrieb.^[2]

Schleusen werden im Allgemeinen für Fallhöhen bis etwa 25 Meter eingesetzt; für größere Höhen sind meist Schiffshebewerke erforderlich. Aus wirtschaftlichen Gründen werden möglichst wenige Fallstufen vorgesehen, die dafür eine größere Fallhöhe besitzen. Schiffsschleusen mit großer Fallhöhe, deren Schleusenkammer über der Durchfahrtsöffnung zum Unterwasser hin mit einer Quermauer (Maske) abgeschlossen sind, werden als Schachtschleusen bezeichnet; Beispiel: Doppelschachtschleuse Anderten des Mittellandkanals. Schleusen, die große Fallhöhen überwinden müssen, können auch als Schleusentreppe mit mehreren unmittelbar aufeinander folgenden Schiffsschleusen samt ihren Schleusenvorhäfen realisiert werden. Beispiele hierfür sind die Schleusentreppe Fonserannes in Frankreich, die Schleusentreppe Niederfinow der Havel-Oder-Wasserstraße in Deutschland (36 m Fallhöhe, 1934 durch ein Schiffshebewerk ersetzt), die Schleusentreppe am Drei-Schluchten-Damm in China oder die Wytegra-Schleusentreppe im Wolga-Ostsee-Kanal (80 m Fallhöhe) in Russland. Mehrere unmittelbar hintereinander liegende Schleusenkammern, bei denen das Untertor der einen zugleich Obertor der nächsttieferen Schleusenkammer ist, werden Koppelschleuse genannt.

Schleusen in Fließgewässern stauen bei geschlossenen Schleusentoren das Wasser und brauchen deshalb ein paralleles Wehr, über das das gestaute Wasser abfließen kann, soweit es nicht zur Schleusung gebraucht wird.

Bei Seeschleusen an der Einfahrt von Hafenbecken oder von Seekanälen mit Anschluss an Tidegewässer ist die See tideabhängig mal Oberwasser und mal Unterwasser, während der Wasserspiegel des Hafenbeckens oder Kanals konstant gehalten wird. Solche Sperr- oder Schutzschleusen werden auch im Binnenbereich an Einmündungen von Schifffahrtskanälen in Flüsse mit zu erwartendem Hochwasser verwendet; Beispiel: Sperrschleuse Hanekenfähr des Dortmund-Ems-Kanals. Bei dieser Konstruktion erübrigt sich ein Wehr.

Eine Dockschleuse besteht nur aus einem Schleusenhaupt (wie bei einem Trockendock, daher der Name). Dieser Schleusentyp wurde vielfach im 19. Jahrhundert gebaut. Da er keine Schleusenkammer benötigt, wird Platz und Geld gespart. Die Schleusung erfolgt nur bei gleichem Wasserstand vor und hinter dem Schleusenhaupt (bei tideabhängigen Seehäfen), das Zeitfenster beträgt hierfür etwa 1 Stunde, ein gravierender Nachteil dieses Schleusentyps. Auch bei Kammerschleusen kann eine Dockschleusung durchgeführt werden, dies ist erforderlich, wenn die Länge des Schiffskörpers die der Schleusenkammer übersteigt.

Bei manchen besonders engen Schleusen sind die Seiten der Schleuse mit einer stabilen Holzkonstruktion ausgekleidet, die als Leitwerk die Einfahrt der Schiffe führt.

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  Tatenberger Schleuse in Hamburg
  

  
  

  
  


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  Geschlossenes Tor der Unterwasserseite einer Schleuse am Neckar-Seitenkanal Wieblingen
  

  
  

  
  


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  Schwimmpoller an der Kammerwand ersparen ein Umlegen der Festmacherleine während des Schleusens auf einen höher oder niedriger angebrachten Poller
  

  
  

  
  


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  Sperrschleusen mit zweierlei Toren am Ende des Rhein-Marne-Kanals
  

  
  

  
  


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  Luftaufnahme Schleuse Rheinau am Oberrhein
  

  
  

  
  


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  Schleuse der Schleusentreppe Fonserannes (Canal du Midi, Frankreich): die konkave Form nimmt die horizontale Belastung der Hinterfüllung auf
  

  
  

  
  


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  Schleuse am Taipalekanal, Finnland: die Schleusenkammer wird dort nicht durch Ventile, sondern durch teilweises Öffnen der Tore gefüllt oder geleert
  

  
  

  
  


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  Schleuse mit Leitwerk
  

  
  

  
  

Geschichte |

Fulda-Schleuse in Rotenburg aus dem 16. Jahrhundert (außer Betrieb)

Das Wort Schleuse leitet sich vom mittellateinischen sclusa (Wehr) ab, das seinen Ursprung im lateinischen excludere (ausschließen) hat.

Der griechische Historiker Diodor berichtet, bei der Wiederherstellung des (unter Pharao Necho II. begonnenen, aber wohl erst unter dem Perserkönig Dareios I. im Jahr 498 v. Chr. vollendeten) Bubastis-Kanals zwischen Nil und rotem Meer um 280 v. Chr. habe der griechische König Ptolemaios II. Philadelphos (284 bis 246 v. Chr.) an dessen Ostende eine Doppel(?)-Schleuse einbauen lassen. Dieser Kanal verfiel im 1. Jh. v. Chr., wurde aber unter dem römischen Kaiser Trajan im 2. Jh. n. Chr. wiederhergestellt. Mit Einschränkungen war der Kanal bis ins späte 8. Jh. n. Chr. in Benutzung.^[3][4]

In China wurde die Kanalschleuse für Schiffe im Jahre 984 durch Qiao Weiyue, stellvertretenden Kommissar für Transport in Huainan erfunden. Bis dahin wurden in den dortigen Kanälen Höhengefälle durch Rutschbahnen oder Rampen überwunden, was die Schiffe wiederholt beschädigte und zum Diebstahl der Ladung führte. Bei Trockenheit war der Betrieb der Rutschbahnen zudem sehr eingeschränkt. Qiao Weiyue ließ nun zwei „hängende Tore“ im Abstand von 50 Schritten (76 m) errichten, den Zwischenraum überdachen, das Ufer befestigen und baute so eine Schleuse. Fortan waren Höhenunterschiede von 1,2 bis 1,5 m pro Schleuse kein Problem mehr.

Poppenbüttler Schleuse und Schleusenmeisterhaus im Jahre 1856

Im Jahr 1325 wurde in Deutschland die erste Schiffsschleuse als Kammerschleuse gebaut. Technische Vorläufer waren Stauschleusen und Wehre mit Bootsrutschen. Stauschleusen waren Wehre, die nach dem Aufstauen geöffnet wurden; die Kähne schwammen dann auf der Flutwelle talwärts.

Um zwischen Hamburg und Lübeck eine schiffbare Verbindung herzustellen, wurde im 15. und 16. Jahrhundert der Alster-Beste-Kanal gebaut. Hierfür wurden in der Alster neun Alsterschleusen (zum Ausgleich des Gefälles von 17 m), im Alster Canal vier Schleusen (Gefälle von 8 m) und in der Beste acht Schleusen (Gefälle von 15 m) gebaut. Die Strecke Hamburg – Lübeck war 91 Kilometer lang. Im Verlauf dieser Baumaßnahmen entstanden um 1448 die Wulksfelder, Wohldorfer und Fuhlsbütteler Schleuse. Nach vier Jahren Bauzeit wurde das Projekt aus Geldmangel unterbrochen. Der Schifffahrtsweg entlang der Alster von Stegen bis Hamburg war 1465 fertiggestellt. Zwischen 1527 und 1529 wurden die Sandfelder, Rader, Heidkruger, Mellingburger und Poppenbüttler Schleusen neu gebaut bzw. alte Schleusen ersetzt.^[5]

Bei Wehren mit Bootsrutschen wurde der Kahn auf einer Rampe hinauf- bzw. heruntergelassen; solche Bootsrutschen waren auf kleinen kommerziell genutzten Wasserläufen bis ins 19. Jahrhundert im Gebrauch. Am Hochrhein zwischen Eglisau und Rheinfelden sind mehrere Bootsrutschen (amtlich: Slipp-Anlagen) und Transportkarren für Motorboote bis zu 20 m oder 30 m Länge erhalten. An Schleusen anderer Gewässer werden für die Passage von Schiffen oder kleinen Sportbooten Fischtreppen oder Bootsgassen als Schussrinne für Sportboote errichtet.^[6]

Rekorde |

Die größte Schleuse in Deutschland und zweitgrößte Schleuse der Welt ist die zum Vorhafen der Marine gehörende Seeschleuse der IV. Einfahrt in Wilhelmshaven. Sie hat zwei Schleusenkammern mit einer Länge von 390 m, einer Breite von 60 m und einer Drempeltiefe von 14,75 m unter mittlerem Hafenwasserstand (Volumen rund 320.000 m³). Ein Schleusentor (Schiebetor) mit einer Durchfahrtsbreite von 60 m wiegt ungefähr 1.700 Tonnen. Zum Vergleich mit einer Binnenschleuse: Die Mainschleuse in Ottendorf hat eine Länge von 301 m bei 12 m Breite (Volumen rund 27.500 m³).

Die drei Sparschleusen Hilpoltstein, Eckersmühlen und Leerstetten des Main-Donau-Kanals haben mit 24,67 Metern die größten Fallhöhen aller in Deutschland errichteten Schleusen.^[7] Die neue Schleuse Uelzen II gilt als die größte Sparschleuse der Welt.^[8]

Die zweitgrößte Schleuse der Welt ist die 1989 am rechten Ufer der Schelde eröffnete Berendrecht-Schleuse zum Hafen von Antwerpen in Belgien. Sie ist 500 m lang, 68 m breit und 17,7 m tief (Volumen rund 600.000 m³). Mit einer Schleusung können darin bis zu vier Seeschiffe mit einem Tiefgang von maximal 11,85 m und mehrere Binnenschiffe geschleust werden. Der mittlere Tidenhub vor der Schleuse beträgt 4,94 m.^[9]

In unmittelbarer Nähe, am linken Ufer der Schelde, entstand zu einem neuen Bereich des Hafens von Antwerpen die Kieldrechtsluis mit gleicher Breite und Länge, doch mit 4 m größerer Tiefe, um ab Juni 2016 Postpanamax-Schiffe mit bis zu 12.000 TEU-Containern aufnehmen zu können.^[10][11] Damit ist sie die größte Schleuse der Welt.

Der Panamakanal wurde von 2007 bis 2016 ausgebaut; es wurden neue Schleusen mit 427 m Länge und 55 m Breite gebaut. (Näheres hier).

Gefahren |

Große Schiffe können mit einem geschlossenen oder teilweise geöffneten Schleusentor kollidieren und dieses und das Schiff beschädigen. Eine weitere Gefahr besteht, wenn – etwa eine Straßenbrücke im Zuge eines Donaukraftwerks – über einer Schleuse verläuft und Aufbauten so hoch sind, dass sie nur im abgeklappten Zustand oder aber bei abgesenktem Wasserspiegel unter die lichte Höhe der Brücke passen. Um solchen Kollisionen vorzubeugen wird bei manchen Schleusen vor dem kollisionsgefährdeten Schleusentor von einer Art Kranarm ein starkes Seil mit Seilbremse quer über den Wasserweg gelegt und am anderen Ufer eingerastet, sodass auch ein großes Schiff bei ausreichend langsamer Fahrt bei „Bremsversagen“ durch Abbremsen mit dem Seil von Tor oder Brücke zurückgehalten werden kann.

Fährt ein Schiff sehr nahe (parallel) zu einer Schleusenwand so wird es hydrodynamisch durch den Bernoulli-Effekt angezogen und kann es zum ungewollten Anstreifen kommen. Der Effekt kann jedoch auch zum Anlegen an einer Seite genutzt werden. Schiffe werden in der Regel in der Schleusenkammer vertäut/angeleint, um beim Befüllen nicht unkontrolliert abzutreiben, wozu in die Wand in vertikalen Reihen eingelassene Poller dienen. Ist ein Wasserfahrzeug vertäut muss es wiederholt losegemacht und auf einem der oberhalb oder unterhalb liegenden Poller wieder festgemacht werden. Wird dieses Anpassen der Höhe der Anleinung versäumt besteht die Gefahr, dass insbesondere schmale, also kleine Boote durch vertikalen Leinenzug zum Kippen gebracht werden.

Beim Befüllen einer Schleuse können zumindest für sehr kleine Boote unmittelbar gefährlich werdende Wasserwirbel entstehen. Auch das Hingetriebenwerden zu einem Großschiff ist gefährlich, da seine Propeller und eventuelle Bugstrahlruder beim Manövrieren in der Schleuse oder Starten zum Ausfahren starke Strömungen an der Wasseroberfläche verursachen. Üblicherweise hat die Großschifffahrt Vorrang und fährt schneller als ein kleines Paddelboot. So fährt ein kleines Schiff besser erst nach dem großen in die Schleuse, wartet am hinteren Ende der Schleusenkammer bis das Großschiff wieder hinausgefahren ist und die hinterlassenen Wirbel wieder abgeklungen sind.

Auch ohne Anleinen kann die Kante eines Bootes, etwa eine Scheuerleiste, mit in der Schleusenwand eingelassenen Einrichtungen verhaken, während der Wasserspiegel sinkt oder steigt. Das Boot kann durch die einseitig wirkende Vertikalkraft zum Kippen und Kentern gebracht werden.^[12]

Heraldik |

Wappen von Kleinmachnow am Teltowkanal

Eine außergewöhnliche Gemeine Figur stellt die Schleuse im Wappen von Kleinmachnow dar.

Siehe auch |

• Drempel


• Sperrschleuse


• Stauregelung


• Staustufe

Literatur |

• zu den Begriffen: DIN 4054 Verkehrswasserbau, Sept. 1977

Weblinks |

 Commons: Schleusen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wiktionary: Schleuse – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Wikisource: Verschiedene Texte über Schleusen und andere Schifffahrtstechnik – Quellen und Volltexte

• ELWIS – Schleuseninformationen für die deutschen Bundeswasserstraßen


• Flussschleusen und Schiffshebewerke in Deutschland und Europa

Einzelnachweise |

1. 
   ↑ HOAI Abschnitt 3
   


2. 
   ↑ Detlef Kaack: Hotopp Schleusen. Abgerufen am 29. September 2018. 
   


3. 
   ↑ Künstliche Schiffahrtskanäle in der Antike: Der sogenannte antike Suez-Kanal. (PDF; 3,3 MB). In: SKYLLIS – Zeitschrift für Unterwasserarchäologie. 3. Jahrgang, Heft 1, 2000, S. 28ff.
   


4. 
   ↑ Canals for Shiping in Ancient Egypt
   


5. 
   ↑ Wilhelm Melhop: Die Alster. Geschichtlich, ortskundlich und flußbautechnisch beschrieben. Hartung, Hamburg 1932, DNB 361213794.
   


6. 
   ↑ ISTER Wanderfahrt von Vohburg nach Vilshofen. Linzer Ruderverein Ister vom 24. Juli 2014 (Bild eines Doppel-4er-Ruderboots in einer Bootsgasse an einem Donaukraftwerk)
   


7. 
   ↑ Main-Donau-Kanal – Schiffe fahren über den Berg. Stand 10. Oktober 2009.
   


8. 
   ↑ www.wsa-uelzen.wsv.de.
   


9. 
   ↑ Website der MSC Reederei zur Benderecht-Schleuse
   


10. 
    ↑ Port of Antwerp starts building the largest lock in the world, www.portofantwerp.com
    


11. 
    ↑ Antwerpen baut die Megaschleuse / Stahl des Eiffelturms mal drei, ORF.at 20. Mai 2013.
    


12. 
    ↑ Kreuzfahrtschiff wird zum Rettungsboot orf.at, 22. August 2015, abgerufen 24. Juli 2017. – Kleines Boot bei Schleusung gekentert.