Schöpfwerk
Schöpfwerke sind maschinelle Hebevorrichtungen, um Wasser entgegen dem natürlichen Gefälle zu fördern. Mit dieser Eigenschaft haben sie für das Leben auf der Erde eine große Bedeutung bei Wasserversorgung, Bewässerung und Entwässerung.
Geschichte
Für die Menschheit ist Wasser die wichtigste Flüssigkeit und sein Vorhandensein ist Voraussetzung für jede Siedlungsform. Daher war die Beschaffung und Bereitstellung von Wasser stets eine wesentliche Aufgabe. Mit der Entwicklung von Schöpfwerken entstand die Wasserkunst als eine der ältesten von Menschen geschaffenen technischen Anlagen zur Wasserversorgung von Städten und Burgen, zur Wasserhaltung im Bergbau oder bei der Salzgewinnung mittels Gradierwerken. Daneben nutzte der Adel diese Technik für seine Schlösser und Parks, um künstlerisch ausgestaltete Springbrunnen und ähnliche Wasserspiele zu gestalten. Auch der Wasserbedarf im Handwerk und der späteren Industrie erfordert die Förderung von Wasser an den jeweiligen Gebrauchsort.
Anwendungen
Hauptanwendungsgebiet der Schöpfwerke ist die Bewässerung, wenn die landwirtschaftlich genutzten Flächen höher oder weiter entfernt liegen als der nutzbare Wasserlauf.<ref name="uhrig" /> Damit gelingt die Erschließung weiterer Anbauregionen und der Ausgleich für fehlende Niederschläge. Einen Rückfluss verhindert eine Rückschlagarmatur.
Zweiter Hauptanwendungsfall ist die Entwässerung von tiefer gelegenen Landflächen, von denen das anfallende Oberflächenwasser dauerhaft oder temporär nicht durch eine Vorflut mit offenem Abfluss in ein übergeordnetes Gewässer abgeleitet werden kann. Vorwiegend trifft dies an der Küste zu, wo nach der Landgewinnung die Polder bzw. Köge zu tief liegen und zeitweise (bei Flut) nicht ins Meer abfließen können. Besonders zur Unterstützung von Sielbauwerken sind Schöpfwerke erforderlich, wenn bei Sturmflut oder lang anhaltenden Flutwasserständen die Zeit zum Sielen nicht ausreicht und sich das Wasser staut. Für einen ausreichenden Stauraum zur Zwischenspeicherung wird vor einem Schöpfwerk ein Mahlbusen angelegt.<ref name="spektrum" />
Im Binnenland in den Niederungen an den Seen und Flüssen sowie im Marschland befinden sich Schöpfwerke zur Entwässerung, um das Land nachhaltig nutzen zu können. Auch zur Trockenlegung von Sümpfen und bei Gefährdung durch heftiges Hochwasser werden Schöpfwerke angelegt.
Regional werden Abwasserpumpwerke als Schöpfwerke bezeichnet. Sie sind notwendig, um das Abwasser aus tief liegenden Abwasserkanälen für die Ableitung zur Kläranlage zu heben. Daher wird für diese auch der Begriff Hebeanlage verwendet. Sie helfen bei starken Regenfällen vor Überlastung der Kanalisationen und verhindern Rückstau und die Flutung von Siedlungen.<ref name="uhrig" />
Ausblick
Infolge des fortschreitenden Klimawandels mit dem befürchteten Anstieg des Meerwasserspiegels wird es zu einer Abnahme der Möglichkeit der Wasserabfuhr über Siele kommen, sodass mehr gepumpt werden muss. Aber auch die Förderleistungen der bestehenden Schöpfwerke werden sich infolge des Meeresspiegelanstiegs und höherer Sturmflutwasserstände verringern, sodass die heute vorhandenen Entwässerungskapazitäten langfristig stark abnehmen werden. Daher wird untersucht, welche Anpassungsmaßnahmen der wasserwirtschaftlichen Infrastruktur geeignet sind, um der drohenden Überlastung der Entwässerungssysteme durch Binnenhochwasser zu begegnen.<ref name="nlwkn" /> An der Westküste Schleswig-Holsteins müssen in den kommenden Jahren eine Reihe von Freilaufsielen zu elektrisch betriebenen Schöpfwerken verwandelt werden, im Landkreis Dithmarschen sind es drei bis vier, im Kreis Nordfriesland vier oder fünf. Die Kosten je Schöpfwerk betragen geschätzt zwischen elf und zwanzig Millionen Euro.<ref name="ndr" />
Abgrenzung zu Pumpwerk
Die Begriffe Schöpfwerk oder Pumpwerk werden in der Regel dort verwendet, wo der Abfluss durch ein offenes Gewässer erfolgt. Befördern die Pumpen Wasser oder andere Flüssigkeiten in eine Rohrleitung, insbesondere eine Druckleitung, so spricht man von Pumpwerk. Während Pumpwerk jedoch meist dazu dient, Flüssigkeiten in Rohrleitungen über größere Entfernungen zu transportieren, haben Schöpfwerke lediglich die Aufgabe, das Wasser von einem niedrigeren auf ein höheres Niveau zu heben. Vor allem im Abwasserbereich wird auch der Begriff Hebeanlage verwendet.
Hebeverfahren
Zum Heben des Wassers werden folgende Verfahren eingesetzt:<ref name="uhrig" />
- Schöpfrad – ein Wasserrad mit Schöpfeimern
- Kettenpumpe – eine umlaufende Kette oder Seil mit Schöpfeimern
- archimedische Schraube – eine schneckenartige Vorrichtung
- Schwingbaum – Balken mit Hebelwirkung und Gegengewicht
Antrieb
Schöpfwerke werden durch verschiedene Energiequellen angetrieben.<ref name="uhrig" />
Windpumpen werden häufig in den Niederlanden, aber auch in anderen windreichen Regionen wie beispielsweise in Norddeutschland eingesetzt. Bei der Wasserkraft wird die Energie eines Fließgewässers verwendet. Wo die Aufgabe darin bestand, Wasser aus einem Fließgewässer zur Bewässerung von Feldern zu nutzen oder als Trinkwasser in einen fernen Brunnen zu transportieren, war es oft möglich die Pumpen mit der Wasserkraft dieses Fließgewässers zu betreiben. Wo es darum ging, Wasser aus einem Drainagesystem in ein Gewässer mit höherem Wasserspiegel zu heben, ging das nur in Ausnahmefällen (beispielsweise für Bergwerke) mit Wasserkraft, da man vor der Zeit elektrischer Antriebe Energie kaum vom Ort ihrer Gewinnung zum Ort ihrer Anwendung transportieren konnte. Deswegen verwendete man hierfür in windreichen Gegenden Windpumpen.
Im Laufe der Industrialisierung wurden schließlich immer mehr dampfbetriebene, später mit Benzin- oder Elektromotoren betriebene Wasserpumpen verschiedener Bauformen verwendet. Unabhängig vom Antrieb kann die Pumpe selber weiterhin die Form einer archimedischen Schraube haben.
Schöpfwerke wurden und werden teilweise auch heute noch durch Tiere angetrieben.
Besonderheiten
An tief gelegenem Marschland gibt es mancherorts zweierlei Schöpfwerke, um das Wasser in ein Tidegewässer zu befördern:
- Polderschöpfwerke heben das Wasser in Hauptkanäle mit höherem Wasserspiegel zur Weiterleitung in Richtung Meer,
- Mündungsschöpfwerke und Siele befördern es durch den Deich ins Meer bzw. das Tidegewässer.
Um für den zweiten Schritt nicht unnötig viel Energie zu verbrauchen, gibt es vor dem Mündungsschöpfwerk ein Speicherbecken, auch Speicherpolder genannt, das während der Flut angesammeltes Drainagewasser aufnehmen kann, das man dann während der Ebbe passiv durch das Siel abfließen lässt.<ref>Beispiel der Differenzierung: Sielacht Moormerland, Bauwerke und sonstigen Anlagen im Sielachtsgebiet</ref>
Siehe auch
Galerie
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Hölzerne archimedische Schraube eines windbetriebenen Schöpfwerks
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Wasserschöpfwerk des Al-Jazarī aus einer Handschrift um 1205
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Rohrgehäusepumpe von 1928 des 1987 ersetzten Schöpfwerks Wasserhorst in Bremen
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Modernes windbetriebenes Schöpfwerk bei Lageland, Provinz Groningen (NL)
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Schwingbaum mit Gegengewicht
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Ehemaliges Schöpfwerk mit Göpelantrieb auf Ibiza, dort als Noria oder Sènia bezeichnet
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Schöpfmühlen in Kinderdijk, Niederlande
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Schöpfwerk Eisenhammer am nördlichen Deich des Ryck in Greifswald
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Schöpfwerk Kleindalzig am Profener Elstermühlgraben, hebt dessen Wasser in die Weiße Elster
Literatur
- Schöpfwerk. In: Otto Lueger: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften. Band 7. Stuttgart / Leipzig 1909, S. 771–773
Weblinks
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- Beförderung von Wasser entgegen natürlicher Gefälle auf uhrig-bau.eu
- Schöpfwerke auf Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
Einzelnachweise
<references>
<ref name="uhrig"> Schoepfwerke. In: uhrig-bau.eu. Helmut Uhrig Straßen- und Tiefbau GmbH, Geisingen, abgerufen am 10. Februar 2026. </ref>
<ref name="spektrum"> Schöpfwerk. Lexikon der Geowissenschaften. In: spektrum.de. Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, abgerufen am 10. Februar 2026. </ref>
<ref name="nlwkn"> Forschung: Mehr Niederschläge und steigender Meeresspiegel erfordern Anpassung der Binnenentwässerung. In: nlwkn.niedersachsen.de. Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, 18. Juli 2024, abgerufen am 10. Februar 2026. </ref>
<ref name="ndr"> Schöpfwerke an der Westküste. In: ndr.de. Norddeutscher Rundfunk, Hamburg, 15. Februar 2026, abgerufen am 15. Februar 2026. </ref>
</references>