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Wehr (Wasserbau)

Stauanlage zur Durchflussregulierung im Verlauf eines Gewässers
Regulierbares Wehr mit Fischpass an der Werre in Lage

Ein Wehr, auch Stauwehr, Stauwerk, in der Schweiz, in Österreich und Süddeutschland auch Wuhr oder Werche[1] genannt, ist im Wasserbau ein Absperrbauwerk, das den Zufluss oder Abfluss eines Gewässers abschließt. Damit ist es Teil einer Stauanlage. Wehre können zeitweise überströmt oder durchströmt oder beides gleichzeitig sein. Sie werden häufig, aber nicht zwingend zusammen mit anderen Anlagen wie z. B. Wassermühlen, Wasserkraftwerken, Schleusen und Staudämmen errichtet und betrieben.

Der Bereich in tatsächlicher oder potentieller Gewässerfließrichtung unterhalb des Wehres wird als Unterwasser, der oberhalb als Oberwasser bezeichnet. Das überfallende Wasser fällt hinter dem Wehr in ein Tosbecken. Das Tosbecken kann durch eine Schwelle abgeschlossen werden, die der Stabilisierung des Wechselsprungs dient. Über großen festen Wehranlagen werden manchmal Flussbrücken errichtet. Eine kleinere Bauform des Wehrs ist die Stellfalle.

Inhaltsverzeichnis

GeschichteBearbeiten

Die ersten von Menschen gebauten Wehre gab es mit Beginn der Sesshaftwerdung in Mesopotamien, am Indus und am Nil schon vor etwa 5.000 Jahren; in den gemäßigten Zonen bauten Biber derartige Bach- oder Flussperren schon länger. Frühe Wehre wurden als leicht versetzbare Lehmdämme (später auch mit Holzbrettern) in Bewässerungskanälen angelegt; die späteren festen Wehre dienten meist der regulierten Zuleitung von Wasser für den Betrieb von Mühlen an Flüssen oder Bächen bzw. der Regulierung eines Kanals anderer Zweckbestimmung (Wasserversorgung, Bewässerung). Stauwehre konnten Gewässer mit geringer Tiefe schiffbar machen, stellten andererseits jedoch insbesondere für die Großschifffahrt erhebliche Hindernisse dar.

VerwendungBearbeiten

 
Die Wehre an der Nidda dienen der Regulierung des Wasserstandes. Hier zu sehen in Frankfurt-Rödelheim nähe Brentanopark
 
Stillgelegtes Hubschütz zu Bewässerungszwecken im Laibach in Kölkebeck bei Halle Westfalen

Grundsätzlich erhöhen Wehre das Niveau des Oberwassers um wenige Zentimeter bis um einige Meter und können damit verschiedenen Zwecken dienen (oft auch mehreren Zwecken gleichzeitig):

Als Stauziel wird dabei der vorgeschriebene Wasserstand im Oberwasser bezeichnet, der entsprechend der Zweckbestimmung des Wehres für den Regelbetrieb angestrebt wird und der mit Rücksicht auf am Oberlauf des Gewässers liegende Wassernutzer nicht überschritten werden darf. Kurzzeitige Überschreitungen sind jedoch in Ausnahmesituationen (z. B. bei Hochwasser) nicht immer zu vermeiden. Das Höchste Stauziel stellt die maximale Wasserspiegelhöhe beim Bemessungshochwasserabfluss dar. Die Wasserstandsbestimmung erfolgt mit einem Pegel.

MesswehrBearbeiten

 
Zwei Dreieckswehre zur Durchflussmessung

Messwehre dienen zur Durchflussmessung eines Fließgewässers mittels einer Wehrplatte

BauformenBearbeiten

Je nach Bauart wird zwischen verschiedenen Wehren unterschieden:

  • Nicht steuerbare (feste) Wehre:
    Das Wehr besteht aus einem starren, nicht veränderbaren Staukörper ohne Regelungsorgane.
  • Steuerbare (bewegliche) Wehre:
    Durch Einbau von Steuerorganen (Wehrverschlüssen), hierzu zählen Zug- und Drucksegment, Aufsatzklappe und Schütz, kann der Wasserstand im Oberwasser des Wehres bedarfsgerecht gesteuert werden. Eine Sonderform der regelbaren Wehre stellen die sogenannten Schlauchwehre dar. Diese bestehen aus einem mit Luft oder Wasser befüllbaren Schlauch, der an der Gewässersohle verankert wird. In Abhängigkeit vom Füllungszustand des Schlauchs wird eine gewisse Regulierbarkeit des Wasserstandes im Oberwasser ermöglicht. Im Hochwasserfall kann bei Schlauchwehren durch Entleerung der Schlauch beinahe vollständig gelegt und somit ein freies Abfließen des Hochwassers gewährleistet werden.

Die Form der Wehrkrone kann breitkronig, strömungsgünstig ausgerundet oder scharfkantig ausgeführt werden. Die Form beeinflusst sowohl die Abflussleistung bei gegebenem Oberwasserstand als auch mögliche Unterwassereinflüsse. Auf der Wehrkrone stellt sich im Allgemeinen ein Fließwechsel vom Strömen zum Schießen ein. Dieser Fließwechsel geht mit einer Beschleunigung des Abflusses auf dem Wehrrücken einher. Unter Umständen kann bei größeren Abflüssen und/oder bei geringen Wehrhöhen der relativ hohe Unterwasserstand für einen Rückstau auf der Wehrkrone sorgen. Der idealerweise vollkommene (durchs Unterwasser ungestörte) Überfall geht dann in einen unvollkommenen Überfall über, mit einer Anhebung des Wasserstandes im Oberwasser (Stauhaltung).

Feste WehreBearbeiten

Wehr mit Staukörper ohne Verschluss

Bewegliche WehreBearbeiten

Bei beweglichen Wehren lassen sich im Bedarfsfall die Verschlüsse zum Teil oder ganz beseitigen.

Bewegliche Wehre mit überströmbaren VerschlüssenBearbeiten

Bewegliche Wehre mit unterströmbaren VerschlüssenBearbeiten

BestandteileBearbeiten

Größere Wehranlagen werden meist mit mehreren Wehrfeldern mit Wehrverschlüssen (Regelungsorganen) ausgerüstet, die getrennt voneinander bedient werden können. Aus Sicherheitsgründen sollten Wehre ein Feld mehr haben als erforderlich (n-1-Regel), damit eines gefahrlos infolge Revision oder Verklausung bei Hochwasserereignissen ausfallen kann.

Viele Wehre enthalten – zumindest teilweise, in einzelnen Feldern – bewegliche Elemente (Schütz), mit denen eine Abflussregulierung möglich ist.

Moderne Wehre enthalten auch häufig einen Wehrsteg (Übergang), einen Fischpass (Wanderaufstiegshilfe), eine Schiffsschleuse oder Bootspassage (oder einen kombinierten Fisch-Kanu-Pass).

NebenwirkungenBearbeiten

Wehre sind künstliche Bauwerke in natürlichen Gewässern. Sie sperren das Gewässer ab und machen es dann Fischen und anderen Wasserlebewesen oft unmöglich, stromaufwärts zu wandern. Dieses Problem kann durch die Einrichtung einer Fischtreppe minimiert werden. Wenn eine feste Wehrschwelle möglich ist, setzt man heute auch häufig Sohlrampe anstelle eines Wehres ein, welche für die meisten aquatischen Lebewesen besser überwunden werden können.

Wehre stauen das Gewässer auf und bewirken oberhalb eine deutliche Verringerung der Fließgeschwindigkeit, da sich bei gleichem Durchfluss die durchströmte Fläche erheblich vergrößert. Durch die geringere Fließgeschwindigkeit kommt es im Oberwasser zu verstärkter Sedimentation und die Sohle des Gewässerbettes kann sich aufhöhen. Unterhalb des Wehres fehlt das Geschiebe. Da Flüsse dann häufig mit ihrer überschüssigen Energie Sohlsubstrat aufnehmen, kann es unterhalb von Wehranlagen zur Sohlvertiefung, damit zur Vertiefung des gesamten Gewässers und möglicherweise auch des umgebenden Grundwassers kommen.

Bei einem stark belasteten Gewässer kann es oberwasserseitig wegen der geringen Fließgeschwindigkeit zu Sauerstoffmangel und dann auch zum Fischsterben kommen. Auch das Temperaturverhalten des Gewässers kann durch den Aufstau oberhalb beeinflusst werden. In der Regel findet man im Stauraum oberhalb des Wehres aufgrund der anderen Fließgeschwindigkeiten und Temperaturen eine andere Flora und Fauna als im Unterwasser.

Vor Wehranlagen besteht für Personen und auch kleine Boote, die in diesen Bereich geraten sind, durch die starke Sogwirkung Lebensgefahr. Auch unterhalb des Wehres gehen von der sich bildenden Wasserwalze Gefahren aus, da sich Personen aus dieser gegebenenfalls nicht mehr befreien können.[2]

LiteraturBearbeiten

  • Wehr. In: Meyers Konversations-Lexikon. 4. Auflage. Band 16, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig/Wien 1885–1892, S. 474.
  • Lueger: Lexikon der gesamten Technik. Stichwort Stauanlagen Online-Auszug
  • Jürgen Giesecke, Emil Mosonyi, Stephan Heimerl: Wasserkraftanlagen: Planung, Bau und Betrieb, Springer Berlin, 2009, ISBN 3540889884
  • Kurt Lecher; Hans-Peter Lühr; Ulrich C. E. Zanke: Taschenbuch der Wasserwirtschaft, Vieweg+Teubner; Auflage: 8., 2001, ISBN 3528025808
  • Theodor Strobl, Franz Zunic: Handbuch Wasserbau, Springer, 2006, ISBN 3-540-22300-2

WeblinksBearbeiten

  Wiktionary: Wehr – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  Commons: Wehre – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Christian Rohr: Extreme Naturereignisse im Ostalpenraum, Naturerfahrung im Spätmittelalter und am Beginn der Neuzeit, Böhlau Verlag, Köln, Weimar, Wien, 2007, ISBN 978-3-412-20042-8, Seite 355, teilweise einsehbar bei Google-Books
  2. Christoph Slaby: Einsatztaktik für die Feuerwehr: Hinweise zur Wasserrettung (PDF-Datei; 861 kB), Landesfeuerwehrschule Baden-Württemberg, Juni 2011, abgerufen am 5. Juni 2016