Wasserhebung

Wasserhebung, s.v.w. Förderung des Wassers von einem bestimmten Orte nach einem höher gelegenen. Sie erfolgt mit Schöpfgefäßen von Hand oder durch Maschinen, die mit tierischen Kräften, Wasserkraft, Dampfkraft, Gasdruck, Elektrizität, Winddruck u.s.w. betrieben werden (vgl. Pumpen, Dampfmaschinen, Verbrennungsmotoren, Wassermotoren, Windmotoren), und dient u.a. vorzugsweise: 1. der Beseitigung des Wassers aus bergmännischen Tiefbauen; 2. der Förderung des Wassers aus städtischen Entwässerungsanlagen; 3. der Hebung des Wassers in die Scheitelstrecken der Schiffahrtskanäle; 4. der Förderung des Wasserabflusses aus kulturtechnischen Anlagen; 5. der Zuführung von Wasser in hydraulische Pressen, Dampfkessel u.s.w.; 6. der Wasserversorgung. Die Anlagen (in ihrer Gesamtheit Pumpstationen genannt) werden alle nach demselben Prinzip konstruiert und berechnet (s. Pumpen, Bd. 7, S. 275); doch werden sie entsprechend den besonderen Bedingungen des einzelnen Falles verschieden gestaltet.

1. Wasserhebung im Bergbau. Das beim Schachtabteufen zufließende Wasser wird durch Abteufpumpen (Bd. 1, S. 47) oder Senkpumpen (vgl. Bd. 7, S. 286, Fig. 28) gehoben; sie können mit dem Fortschreiten des Abteufens schnell und leicht tiefer gehängt werden, auch sind sie. zuweilen mit teleskopartigem Saugrohr (Degen) versehen. – Zur ständigen Wasserhebung werden Kolbenpumpen verwendet (s. Pumpen), und zwar entweder Gestängemaschinen oder unterirdisch aufgestellte Pumpen (vgl. Kraftübertragung im Bergbau, Bd. 5, S. 657). Daneben haben sich in den letzten Jahren immer mehr Hochdruckzentrifugalpumpen eingebürgert. Für größere bergmännische Wasserhebungsanlagen ordnet man oft Zubringepumpen an, die aus den der Wasseransammlung dienenden Räumen (Sümpfe, Sumpfstrecken) den Schachtpumpen zuheben, oder man wählt als tiefsten Pumpensatz (Sumpfsatz) eine Sang- oder Hubpumpe, welche auch bei wechselndem Wasserstand gut arbeitet, was bei einem Drucksatze weniger der Fall ist. Durch beide Hilfsmittel wird der Gang der Schachtpumpen ein regelmäßigerer. Starke Reservemaschinen für die Wasserhebung sind bei allen Bergbauen mit wechselnden Wassermengen vorzusehen; der Anbau von je zwei Pumpensätzen (Wechselsätze) an ein Gestänge kommt kaum noch vor. – Als untergeordnetes Mittel zur Wasserhebung beim Betrieb von Gegenörtern, die gewöhnlich ein schwaches Einfallen haben, ist das Wasserschöpfen (auch Pfützen genannt) mittels kleiner tiefer Schaufeln über einen Damm zu erwähnen; durch Aufhängen einer langgestielten Schaufel an einer Spreize ergibt sich die Schwing- oder Schwungschaufel. – Für vorübergehende Zwecke und kleine Leistungen werden häufig das Pulsometer (Bd. 7, S. 285) oder die Strahlpumpe (vgl. Strahlapparate, S. 337), besonders die Bauart Körting verwendet, während das Wasserheben (Wassertreiben, Wasserziehen) mit den Fördereinrichtungen – es können auf diese Weise mehrere Kubikmeter in der Minute gehoben werden – als Reserve zu betrachten ist. – Tomsons Wasserziehvorrichtung (D.R.P. Nr. 61999, s. die Figur) ist zur Bewältigung sehr starker Wasserzuflüsse aus dem Schachtabteufen geeignet. Außerdem ist sie so eingerichtet, daß alle Teile an Seilen in den Schacht eingehängt sind und, falls der Schacht ersaufen sollte, entfernt werden können, so daß der ganze Schachtquerschnitt für das Abbohren (s. Schachtabteufen, Bd. 7, S. 579) frei wird. Das Verfahren wurde zuerst im Jahre 1892 beim Abteufen des Schachtes I der Zeche Preußen I angewendet. In der Figur ist die eine Schachthälfte für das Wasserziehen eingerichtet, während die andre die übrigen Anlagen aufnimmt. Die beiden in der Hauptsache zylindrischen Wasserbehälter W hängen mittels je zweier Kabel w an Seilen im Schachte; ihnen wird das Wasser aus dem Abteufen durch eine mittels der Kabel a senkbare Abteufpumpe A (vgl. Bd. 1, S. 47) zugehoben. Die Wasserförderung wird durch die mit selbsttätigen Bodenventilen versehenen Wassertonnen T und die Fördermaschine F bewirkt; die Tonnen sind je an zwei Seilen geführt, die von den Kabeln t gehalten werden. Die Entleerung der Tonnen über Tage mittels Bodenventiles und beweglichen Gerinnes ist ohne weiteres verständlich. Das Tomsonsche Verfahren ist bereits verwendet worden für Tiefen bis zu 450 m und für Wassertonnen von 10 cbm Inhalt; es können bis 4 cbm Wasser in einer Minute gehoben werden; man hat aber schon zwei Einrichtungen in einen Schacht eingebaut[847] und damit 8 cbm Wasser zu Sumpf gehalten. Das von einem Dampfkabel gehaltene Seil in der Schachtmitte trägt die Arbeitsbühne B, welche zur Wartung der Abteufpumpe und zum Aufenthalt der Mannschaft beim Schießen im Abteufen erforderlich ist. Die Fördereinrichtung für die Massen ist die übliche, die Führungsteile für die Kübel K werden von den Kabeln k gehalten. Auch die Wetterlutten und die Kraftleitung für die Pumpe sind an Seilen eingehängt. Näheres in den Bd. 1, S. 696, genannten Lehrbüchern der Bergbaukunde.

Treptow.

2. Wasserhebung aus städtischen Entwässerungsanlagen erfolgt auf den sogenannten Pumpstationen der Kanalisationen für Städte und Ortschaften. Der Betrieb ist ein dauernder, wo es sich um ein unverändert hoch liegendes Niveau, und ein zeitweiser, wo es sich um veränderliche Höhen, namentlich wechselnde Wasserstände handelt, bei welchen der freie Abfluß des Kanalinhalts nur vorübergehend gehindert ist (Hoch- und Flutwässer).

3. Pumpwerke für Schiffahrtskanäle sind da nötig, wo das namentlich für die Scheitelstrecke des Kanals erforderliche Speisewasser entweder gar nicht oder nicht in gehöriger Menge oder nur mit beträchtlich größeren Kosten unter natürlichem Gefälle zugeleitet werden könnte. Die durch das Pumpwerk zu hebende Wassermenge wird man dadurch auf das kleinste Maß zu beschränken trachten, daß man für die unteren Haltungen (s.d.) womöglich eine billigere natürliche Zuleitung in Speisegräben (s.d.) anstrebt. Steht eine entsprechende Wasserkraft am tiefer gelegenen Flusse für das Schöpfwerk zur Verfügung, so wird dies für die Anlage und den Betrieb gewöhnlich geringere Kosten verursachen als ein Dampfpumpwerk; auch ist die allfällige Benutzung der elektrischen Kraftübertragung in Vergleich zu ziehen. – In Deutschland ist bemerkenswert das Dampfpumpwerk zu Neuhaus für den Oder-Spreekanal; dasselbe arbeitet nur bei kleinerem Spreewasserstande und fördert dann rund 2,3 cbm pro Sekunde auf 1,84 m Höhe [1]. Am Dortmund-Emskanal wird bei Olfen aus der Lippe bis zu 3,4 cbm pro Sekunde Wasser auf 16 in Höhe in die Scheitelhaltung gepumpt [2]. Erwähnenswert ist auch noch das Pumpwerk bei Gondrexange zur Speisung des Rhein-Marnekanals [3] und weiters die Pumpanlage an der Saône für den Kanal von Burgund, wo das Wasser durch elektrische Kraftübertragung in sehr ökonomischer Weise aus der Saône in die zunächst gelegene Kanalhaltung gepumpt, von dieser in die zweite und dann in die dritte Haltung weiter überpumpt wird [4]. Eine konzentrierte Wasserentnahme soll aus der Weser im Ausmaße von etwa 8 cbm für den geplanten Mittellandkanal erfolgen.

Literatur: [1] Schultz, Wasserverbrauch, Speisung und Dichtungsarbeiten am Oder-Spreekanal, Bericht für den Binnenschiffahrtskongreß, Haag 1894. – [2] Zeitschr. f. Bauwesen, Sonderabdruck 1901 und 1902, Der Bau des Dortmund-Emskanales. – [3] Zeitschr. des Ver. deutsch. Ing. 1901 und Zeitschr. des Arch.- u. Ingen.-Vereins zu Hannover 1886, S. 343, Taf. 23. – [4] Bubendey, Künstliche Hebung des Speisewassers eines Kanals, Zeitschr. f. Binnenschiffahrt 1898. – [5] Turbinenpumpwerk am Aisne-Marnekanal, Deutsche Bauztg. 1874, S. 2.

Pachnik.

4. Die Wasserförderung aus kulturtechnischen Anlagen, s. Schöpfwerke.

5. Bei Zuführung von Wasser zu hydraulischen Pressen, Dampfkesseln, Feuerspritzen u.s.w. arbeiten die Pumpen gegen den inneren Druck in diesen Objekten; letzterer, durch Sicherheitsventile gegen die Ueberschreitung eines bestimmten Maßes geschützt, ergibt die Förderhöhe. In der Regel werden nur Kolbenpumpen, ausnahmsweise Injektoren verwendet; vgl. Dampfkesselspeiseapparate, Feuerspritze (Bd. 3, S. 771), Pressen, Pumpen und die dort angegebene Literatur.

6. Pumpstationen für Wasserversorgung müssen mit Wasserhebewerken versehen sein, welche sich den Verbrauchsschwankungen im Versorgungsobjekte anpassen. Wird das Hebewerk nur am Tage betrieben, so ist unter sonst gleichen Umständen die Pumpenarbeit erheblich größer als bei Tag- und Nachtbetrieb; auch ist zu berücksichtigen, daß die Arbeitsleistung innerhalb der verschiedenen Perioden eines Jahres wechselt. Diesem Wechsel kann sowohl durch Steigerung der täglichen Betriebszeit als auch durch Herstellung einer der Maximalleistung entsprechenden Maschinenanlage entsprochen werden. Näheres hierüber in [1], S. 674. Allgemein sollte an einem möglichst einfachen Betriebe mit unmittelbarer Kraftübertragung (vgl. [1], S. 656–685) festgehalten werden, wobei neuerdings Hochdruckzentrifugalpumpen (s. Pumpen) mit Dynamo- oder Dampfturbinenantrieb, besonders für große Anlagen, in erster Reihe stehen. Als wichtigstes Moment bei Grundwasserversorgungen muß beachtet werden, daß im Laufe der Zeit der Grundwasserspiegel im allgemeinen sinkt, daß also die Pumpen möglichst tief zu setzen sind, um noch korrekt arbeiten zu können; Saughöhen von mehr als 6–7 m sollten vermieden werden. Die Gebäude der Pumpstationen sind möglichst feuersicher herzustellen, da Betriebsunterbrechungen unberechenbar nachteilige Folgen haben.

Literatur: [1] Lueger, O., Wasserversorgung, Darmstadt 1895, mit zahlreichen weiteren Literaturangaben.