mini|hochkant=2.0|Nordschleuse Straßburg als Doppelschleuse – links Schiebetore, rechts Stemmtore mini|hochkant=1.8|Zeitraffer-Darstellung einer Schleusung in der Schleuse Anderten. Die zunächst „ruckartige“ Befüllung erfolgt aus den fünf Sparbeckenebenen. mini|hochkant=1.8|Computeranimation, die das Passieren einer Schleuse vereinfacht darstellt
Eine Schleuse, auch Schiffsschleuse oder Schifffahrtsschleuse, ist ein Ingenieurbauwerk des Verkehrswasserbaus, das Wasserstraßen mit unterschiedlichem Wasserstand miteinander verbindet. An staugeregelten Flüssen dienen sie der Überwindung von Staustufen und bei der Trassierung im Kanalbau der Bewältigung der Höhenunterschiede im Gelände. Zentrales Bauelement ist die Schleusenkammer mit je einem speziellen Schleusentor, das gegen das Ober- bzw. Unterwasser abdichtet. In ihr werden die Schiffe schwimmend in senkrechter Richtung angehoben bzw. abgesenkt. Für diesen Vorgang wird Wasser in die Kammer aus dem Oberwasser eingefüllt bzw. aus ihr ins Unterwasser abgelassen, um das jeweils andere Wasserstandsniveau zu erreichen. Diese als Kammerschleuse bezeichneten Bauwerke ermöglichen den Wasserfahrzeugen eine durchgängige Befahrbarkeit der Wasserstraßen.BAWiki - Schleuse auf baw.de, abgerufen am 15. März 2021
Allgemeines Das Wort Schleuse leitet sich vom mittellateinischen sclusa („Wehr“) ab, das seinen Ursprung im lateinischen excludere („ausschließen“) hat. Der Begriff steht für den Verschluss einer Öffnung innerhalb eines Querbauwerks, das ein Gewässer anstaut. Aus diesem Grund wurden die ersten Schleusen als Stauschleuse bezeichnet. Für die 'Schleusung' wurde das Verschlussorgan kurzzeitig geöffnet, um einen Wasserschwall abzulassen, auf dem das Schiff "zu Tale schwimmen" konnte.
Im weiteren Sinn begrenzt eine Schleuse das „Strömende“ in seinem Abfluss nach Zeit und Menge. Im Französischen wurde daraus écluse und in Spanien ist esclusa gebräuchlich. Das Niederländische nennt diese technischen Einrichtungen sluizen als Plural von sluis und in der Englischen Sprache werden die Schleusen als Verschluss (lock) bezeichnet.
Neben den Schiffshebewerken, Geneigten Ebenen und Bootsgassen (für kleinere Sportboote) gehören Schleusen zu den Abstiegsbauwerken im Verkehrswasserbau. Im Allgemeinen werden Schleusen für Fallhöhen bis etwa 25 Meter eingesetzt und bei größeren Hubhöhen werden meist Schiffshebewerke gebaut. Erste Ausnahme in Deutschland wird die neue Schleuse Lüneburg sein, die 38 Meter Hubhöhe aufweisen wird.
Allgemein lassen sich die Schleusen in Seeschleusen und Binnenschleusen unterteilen. Aufgrund der Größe von Seeschiffen sind die Seeschleusen deutlich größer als die Binnenschleusen, die sich zu Flussschleusen und Kanalschleusen aufteilen. Hafenschleusen sind häufig Bestandteil eines Hafens oder liegen an seiner Zufahrt, unabhängig ob See- oder Binnenhafen. Bisweilen werden Hafenschleusen nur deshalb so bezeichnet, weil sie in der Nähe eines Hafens liegen.
Die unterschiedlichen Ausführungen bzw. Typen von Kammerschleusen sind Weiterentwicklungen und Anpassungen, um den unterschiedlichen betrieblichen, topografischen und wasserwirtschaftlichen Anforderungen Rechnung zu tragen. Die Sonderformen sind beispielsweise solche für große Hubhöhen, verkehrsreiche Wasserstraßen oder wasserarme Gebiete.
Neben ihrer Funktion für die Schifffahrt als Verbindungselement von Wasserstraßen werden Schleusen auch im Rahmen des Wasserhaushalts als Sperrschleusen zur Regulierung von Wasserständen und des Durchflusses eingesetzt.
Details siehe Abschnitt: Sperrschleusen
Begriffe mini|Wasserstraßenkreuz Minden Schleusen werden an Staustufen, Kanalstufen, Wasserstraßenkreuzen, Sperrwerksanlagen oder Hafenanlagen angelegt. Wenn zwei oder mehrere Schleusen einer Fallstufe konstruktiv unabhängig voneinander errichtet sind, werden sie als Schleusengruppe bezeichnet.BAWiki - Schleusengruppe auf baw.de, abgerufen am 17. März 2021 Ansonsten sind für mehrere zusammen gehörende Schleusen die Begriffe Schleusenanlage oder Schleusenkomplex gebräuchlich.
Der Vorgang der Durchfahrt durch eine Schleuse ist eine Schleusung. Je nach Richtung wird nach Bergschleusung (aufschleusen) und Talschleusung (abschleusen) unterschieden. Der Bereich vor der Schleuse mit dem höheren Wasserstand wird als Oberwasser (auch Oberstrom) und der andere als Unterwasser (auch Unterstrom) bezeichnet. In diesen beiden Bereichen liegen die Vorhäfen, wo die Schiffe anlegen können, um auf die Schleusung zu warten.
Aus den Vorhäfen gelangen die Schiffe in die Schleusenkammer. Sie wird an beiden Kopfseiten begrenzt durch Oberhaupt bzw. Unterhaupt, in denen die Schleusentore untergebracht sind. Der Drempel an den Schleusenhäuptern bestimmt den maximal möglichen Tiefgang der Schiffe für die Schleusenfahrt. Die Lage der Drempel kann durch gelbe Striche an der Kammerwand markiert sein, wodurch die Nutzlänge der Kammer festgelegt wird. Während einer Schleusung bleiben die Verschlussorgane geschlossen, damit der Kammerwasserstand unabhängig von den äußeren Wasserständen verändert werden kann. miniatur|Stossschutz: Seil mit Betätigungsarm Die Füllung der Schleusenkammer erfolgt in der Regel durch Entnahme von Wasser aus dem Oberwasser und die Entleerung durch Ablassen in das Unterwasser. Im einfachsten Fall erfolgt dies über verschließbare Öffnungen im Tor oder durch leichtes, vorsichtiges Öffnen. Auf jeden Fall sollte das Füllen und Entleeren stets behutsam erfolgen, um keine starken Schiffsbewegungen innerhalb und außerhalb der Kammer zu erzeugen. In den meisten Fällen werden zu diesem Zweck beidseits der Schleusenhäupter absperrbare Umlaufkanäle angeordnet, deren Konstruktion relativ aufwändig ist. Sehr hilfreich ist ein ausreichend dimensionierter Grundlauf unter der Kammersohle, von dem aus die Füllung und Entleerung sehr gleichmäßig vonstattengeht.
Die Schleusentore müssen die Schleusenkammer gegenüber den angrenzenden Kanalhaltungen möglichst dicht abschließen. Zur Sicherheit müssen sie hinreichend hoch über den Wasserspiegel im Oberwasser reichen. Je nach Anwendungsfall kommen verschiedenartige Schleusentore zum Einsatz. Die wichtigsten sind: Stemmtor, Hubtor, Klapptor, Segmenttor und Schiebetor. Ein voll funktionsfähiges Schleusentor ist Voraussetzung für einen geregelten Schleusenbetrieb. Daher müssen die Tore gegen Beschädigungen besonders geschützt werden. Größte Gefahr droht beim Einfahren eines Schiffes, wenn dieses vor dem Tor nicht mehr angehalten werden kann. Spezielle Stoß-Schutzausrüstungen mit Dämpfungselementen können dies verhindern oder wenigstens abmildern. Eine einfache Ausführung ist ein langer Arm mit kräftigem Stahlseil, der in der Kammer vor dem Tor herabgelassen wird und dann während der Einfahrt eines Schiffes das gegenüber liegende Tor mit dem gespannten Seil schützt. Für Stemmtore sind in den Seiten der Schleusenhäupter Tornischen vorhanden, in die das Tor bei der Öffnung einschwenkt, damit die Schiffe vollkommen freie Durchfahrt erhalten. Gleiches gilt für Klapptore und Segmenttore, die im Boden in einer vorgesehenen Vertiefung abgelegt werden.
Bei den Längen der Kammern werden ein-schiffige, zwei-schiffige oder drei-schiffige Schleusen unterschieden. Das Mass gilt für die Standardschiffe des Fahrtbereichs, von denen die entsprechende Anzahl in die Kammer längenmäßig passen.
Der Schleusungsvorgang mini|Einkammer-Schleuse, Funktionsprinzip 1 bis 7: Aufstieg eines Schiffs 8 bis 14: Abstieg eines Schiffs
Wenn ein Schiff an einer Schleuse eintrifft, muss es warten, bis das Schleusentor geöffnet werden kann. Unter Umständen kann dies dauern, wenn beispielsweise der Kammerwasserspiegel erst auf Unterwasser fallen bzw. Oberwasser steigen muss. Im Regelfall bedeutet dies auf den Abschluss der nächsten Schleusung zu warten.
Wenn, wie in nebenstehender Grafik gezeigt, ein Schiff von Unterstrom kommend auf eine Schleuse trifft (1), kann es bei geöffnetem Untertor in die Kammer einfahren (2). Dies wird mit entsprechenden Lichtsignalen in „rot“ oder „grün“ dem Schiffsführer angezeigt. Dabei bleibt das Obertor geschlossen, damit kein Wasser von oberstrom eintritt und der Wasserstand in der angrenzenden Haltung gehalten werden kann. Liegt das Schiff in der Kammer wird das Untertor geschlossen (3) und der Schleusungsvorgang wird gestartet. Dazu läuft Wasser aus der oberen Haltung in die Kammer (4) und das Schiff hebt sich. Der Zustrom von Wasser erfolgt so lange, bis der Wasserstand in der Kammer das Niveau des Oberwassers erreicht hat (5). Dann wird das Obertor geöffnet (6) und das Schiff kann seine Fahrt fortsetzen (7).
Damit ist die Schleusenkammer frei für die nächste Abschleusung. Durch das geöffnete Obertor darf das nächste Schiff aus dem oberen Vorhafen in die Kammer einfahren (8). Nach Festmachen des Schiffs in der Kammer (9) wird das Obertor geschlossen (10) und die Abschleusung beginnt mit der Öffnung der Auslässe am Untertor (11). Dadurch sinkt das Schiff allmählich bis auf den Wasserstand der unteren Haltung (12). Nach Öffnung des Untertors (13) verlässt das Schiff die Schleuse (14).
Das in das Unterwasser abgegebene Wasservolumen wird als Schleusenverlust bezeichnet, da es dem Oberwasser anschließend fehlt. Bei Kanälen ohne weitere externe Speisung von Wasser muss das Verlustwasser ersetzt werden. Dafür werden häufig Rückpumpwerke eingesetzt, die das Wasser aus der unteren Haltung in die obere zurückführen.
Die Manöver zum Ein- und Ausfahren mit Abbremsen und Anlegen in der Schleusenkammer können bis zu 70 Prozent der Gesamtzeit, die für eine Schleusung benötigt wird, beanspruchen. Die zwei Vorgänge von Berg- und Talschleusung im direkten Wechsel werden als Kreuzungsschleusung bezeichnet. Der Zeitbedarf dafür ist von der Hubhöhe abhängig und ein Maß für die Leistungsfähigkeit einer Schleusenanlage.
Überwiegt eine Art der Schleusung, so spricht man von Richtungsschleusung.
Neben der eigentlichen Schleuse gehören auch die Vorhäfen zum Schleusenbereich, in dem bestimmte Verhaltensregeln gelten, um gegenseitige Behinderungen oder Kollisionen zu vermeiden. Bei Annäherung an den Schleusenbereich müssen die Fahrzeugführer die Geschwindigkeit herabsetzen. Das Überholen ist verboten. Als Manövrierhilfe dienen Leitwerke, Dalben und Poller.
Die Einfahrt in die Schleusenkammer muss ausreichend langsam und vorsichtig erfolgen, damit jederzeit ein sicheres Abstoppen auch ohne Maschinenkraft möglich ist und ein Anprall an ein Schleusentor oder an ein anderes Fahrzeug auszuschließen ist. In der Kammer ist durch Belegen der Poller bzw. Haltekreuze mit Drahtseilen oder Tauen das Schiff zu stoppen und während der Schleusung zu sichern. Zum Schutz der Kammerwände oder anderer Schiffe sind außenbords Fender zu verwenden. Schwimmpoller dürfen zum Abstoppen nicht benutzt werden und Anker müssen angehoben sein.Schifffahrtsrecht – Durchfahren der Schleusen auf elwis.de (Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes), abgerufen am 15. März 2021
Elemente einer Schleusenanlage mini|Schleusenplattformen mit Kantenpollern und Kammer mit Schwimmpollern
Typische Elemente einer Schleusenanlage sind: die beiden Schleusenplattformen am rechten und linken Ufer mit den Kantenpollern die beiden Seitenwände der Schleusenkammer mit Nischenpollern und Steigeleitern, ggf. auch mit Schwimmpollern die beiden Schleusenhäupter an den Kopfseiten der Kammer mit den Schleusentoren die Schleusenkammersohle (Kammerboden), ggf. mit integriertem Grundlaufkanal die Umlaufkanäle an den Schleusenhäuptern mit den Absperrorganen (Schütze) zum Füllen und Entleeren der Kammer ggf. die Sparbecken (siehe Abschnitt: Sparschleuse) die Vorhäfen mit Liegeplätzen und den Schifffahrtshilfen: Dalben, Poller, Leitwerken und ggf. Laufstegen zum Ufer die technische Betriebsinfrastruktur (Strom, Beleuchtung, Signaleinrichtungen, Kontroll- und Kommandoraum, Telekommunikation und Notverschlüsse) ggf. Rückpumpwerk
Schleusen nach Lage und Wasserstraße Flussschleuse