Siele

Siele oder Deichschleusen, Bauwerke, die in erster Linie zur Entwässerung der bedeichten Niederungen, daneben aber auch zum Einlassen von Wasser bei höheren Außenständen dienen. In diesem Falle heißen sie Einlaß- oder Bewässerungssiele und Einlaß- oder Bewässerungsschleusen. – In einigen deutschen Städten (z.B. Hamburg und Frankfurt a. M.) hat sich der Name »Siele« auch für die städtischen Entwässerungskanäle eingebürgert, während diese im Königreich Sachsen »Schleusen« genannt werden (s. Kanalisation).

Die Siele werden in den Deichkörper – mitunter auch in die den Deich vertretenden Dünen – eingebaut und mit beweglicher Verschlußvorrichtung versehen. – In ihrer einfachsten Form bilden sie ein Rohr aus Holz, gebranntem Ton, Gußeisen oder Mauerwerk von rechteckigem, kreis- oder eiförmigem Querschnitt, das an der Außenseite mit einer bei höheren Binnenwasserständen sich selbsttätig öffnenden Klappe versehen ist (Pump- oder Klappsiel). Bei größeren Sielen tritt an Stelle der Klappe ein aus zwei Stemmtoren bestehendes Torpaar[110] mit nach außen liegender Drempelspitze, so daß der Schluß durch den Ueberdruck des Außenwassers erfolgt; einzelne Tore sind weniger häufig. Zwei hintereinander liegende Torpaare kommen insbesondere bei großen Seedeichen vor, um eine erhöhte Sicherheit zu haben und den stärksten Wasserdruck bei Sturmfluten verteilen zu können; diese Anordnung gestattet zugleich das Durchschleusen kleinerer Schiffe. Das Durchschleusen größerer Fahrzeuge bedingt ein als Schiffsschleuse ausgebildetes, oben offenes Siel; doch verdient bei starkem Verkehr eine besondere Schiffsschleuse neben dem Siel den Vorzug. – Ein Verschluß durch Schützen an Stelle der teureren Tore genügt für Deichsiele an Flüssen, bei denen ein plötzliches Eintreten von Hochwasser nicht zu befürchten ist; ferner werden Schützen an der Binnenseite der Torsiele angebracht, um das Binnenwasser in trockener Jahreszeit zurückzuhalten. Verlaate oder Schüttels sollen den (oft absichtlich zu Spülzwecken herbeigeführten) höheren Wasserstand des Binnentiefs am Zurückstauen in die Zweiggräben hindern; sie liegen am unteren Ende dieser Gräben und erhalten je nach ihrer Größe ein Torpaar, ein Einzeltor oder eine Klappe als selbsttätigen Verschluß.

Die Lage der Siele ist so zu wählen, daß die Vorflut sowohl an der Binnen- wie an der Außenseite eine günstige ist. Außerdem soll das Siel geschützt liegen und auf gutem Baugrunde errichtet sein – Bedingungen, die im gegebenen Falle meistens nur zum Teil innegehalten werden können. Für die Entwässerungsschleusen, die am unteren Ende der mit Gefälle versehenen Flußmarschen zu liegen pflegen, spricht z.B. Länge und Beschaffenheit des Außentiefs oder Außenfleets wesentlich mit, nicht weniger das Vorhandensein eines ausreichend großen Binnentiefs oder Binnenfleets; für die möglichst weit oberhalb anzulegende Einlaßschleuse die mehr oder weniger schlickhaltige Beschaffenheit des Flußwassers; für beide die Nähe von Ortschaften oder Gehöften, um die Wartung und Aufsicht zu erleichtern u.s.w. Die Abmessungen des Sielquerschnitts richten sich nach der abzuführenden Wassermenge und der zum Abfluß verfügbaren Zeit. Bei den Sielen der Flußdeiche genügt in der Regel die Annahme, daß eine Winterschnee- und Regenhöhe von zusammen 100 mm in 14 Tagen abzuführen sei, was ohne Berücksichtigung der Verdunstung und Versickerung (deren Einfluß durch den Zuschuß von Grund- und Kuverwasser meistens aufgehoben wird) etwa 0,8 l pro Hektar und Sekunde ergibt. Im Bereiche der Flut und Ebbe kommt der Hochwasserstand des Flusses nicht zur Geltung; die Abwässerung kann täglich erfolgen, und es genügt deshalb etwa die Hälfte jenes Wertes, d.h. 0,35–0,4 l pro Hektar und Sekunde. – Dagegen fließt das Wasser nur während eines Teiles der 12¹/₂ Stunden dauernden Tide aus; in der übrigen Zeit sammelt sich der Zufluß im Binnentief oder in den Binnenfleeten an. Die Höhe, bis zu welcher dies geschehen darf, hängt von der des Entwässerungsgebiets ab und ist maßgebend für die Abflußzeit. Diese Zeit – der sogenannte Sielzug – wird am bellen zeichnerisch ermittelt, indem man die äußere Flutkurve aufträgt (Abszisse = Zeit, Ordinate = zugehöriger Wasserstand) und den niedrigsten Binnenwasserstand 0,2–0,4 m über dem tiefsten Ebbestand ansetzt, weil ein Gefälle von dieser Größe im Siel und Außentief verloren geht (Fig. 1). Man erhält dann die Abflußzeit t des Siels, und der Fassungsraum des Binnentiefs sowie der anschließenden Gräben muß so groß sein, daß der Zufluß während der Verschlußzeit des Sieles angesammelt werden kann, ohne daß die zulässige Stauhöhe überschritten wird. Zugleich ergibt sich aus der Figur die Verteilung des Gefälles auf die Abflußzeit; da diese ungleichmäßig ist, so kann eine genaue Berechnung nur durch eine Anzahl einzelner Versuchsermittlungen durchgeführt werden, für die der Sielquerschnitt vorläufig anzunehmen ist.

Für eine annähernde Berechnung genügt die Zugrundelegung eines gleichmäßigen Gefälles, das dem Unterschiede der gemittelten äußeren und inneren Wasserstände entspricht. Es beträgt für niedriges Binnenland etwa 3 cm, für mittelhohes 7 cm und für hohes bis zu 15 cm. Die Sielschwelle liegt 0,5–1,0 m unter Niedrigwasser (nur Schiffahrtsbetrieb kann eine etwaige größere Tiefe rechtfertigen). Sie bildet dann den Rücken eines Grundwehrs (s.d.), und man findet (Fig. 2) unter Anwendung der hier genügend genauen Annäherungsformel von Dubuat sowie unter Beibehaltung der auf 3. 664, Bd. 4, gewählten Bezeichnungen die Sielweite

wo µ je nach Gestaltung der Flügel zwischen 0,6 und 0,8 liegt.

Bauliche Anordnung der Siele. Hölzerne Pumpsiele oder Bohlensiele werden in Kastenform bis 1,0 m, ausnahmsweise bis 1,5 m Weite aus Bohlen gezimmert, wobei die größeren Kasten innere Verstärkungen durch eingelegte Rahmen oder Gebinde erhalten und dadurch den Uebergang zu den Ständersielen bilden. Die Herstellung der Pumpsiele aus Rohren von gebranntem Ton, Zementbeton, Mauerwerk oder Eisen erfolgt nach Art der Durchlässe (s.d.); doch darf eine Spundwand an der Außenseite, unter Umständen auch an der Binnenseite, namentlich bei stärkerem Wasserdruck, nicht fehlen. Größere bedeckte Siele werden unter den Böschungen des Deiches fortgeführt, um die Ausdehnung der die Vorsiele begrenzenden Flügel- und Stirnwände möglichst einzuschränken; dabei soll die auf der Sieldecke[111] liegende Erdschicht noch mindestens 0,6 m, besser 1,0 m stark sein. Führt an der Binnenseite ein Weg neben dem Deiche her, so ist für diesen eine Brücke über das Vorsiel herzustellen oder die Decke des Hauptsiels entsprechend zu verlängern. Das Hauptsiel wird bei der Ausführung in Holz entweder als Ständer- oder als Balkensiel hergestellt.

Die Ständersiele bestehen aus Gebinden, die durch Längsbalken zusammengehalten und mit 7–10 cm starken Bohlen bekleidet werden. Sie stehen an Dauerhaftigkeit den Balkensielen nach, weil diese nur aus nahezu gleichstarken Hölzern zusammengesetzt sind und ihnen der leichter vergängliche Bohlenbelag fehlt (Fig. 3). Decke und Boden der Balkensiele werden, stärker genommen als die Seitenhölzer, weil erstere durch Feuchtigkeit leidet und letzterer von dem Sande angegriffen wird, den das abfließende Wasser meistens mitführt. Die Seitenbalken werden durch 1,5–2 m entfernte Ständer zusammengehalten. Die Vorfiele werden bei beiden Sielarten in gleicher Weise ausgebildet. Das Schlaggebind oder Gericht für die äußeren Tore liegt entweder an der äußeren Stirnwand oder etwas von dieser entfernt im vorderen Teile des Hauptsiels; die Abgrenzung gegen den Deichkörper erfolgt durch eine Bohlwand oder besser durch starke aufeinander liegende Stirnbalken, die an der Binnenseite die oben erwähnten Schützen zum Zurückhalten des Binnenwassers aufnehmen. Bei starkem Wasserdruck liegt in der Mitte des Siels noch ein zweites Torgericht, gegen das sich die Sturm- oder Nottore legen (bei N O der Fig. 3). Unter den Toren und Schützen, meistens auch an den Enden der Vorfiele werden Querspundwände eingerammt, die man unter den Gerichten als Flügelwände bis zur Höhe der Sieldecke emporführt, um eine Hinterspülung zu verhindern. Auch ist es nötig, mit Rücksicht auf die meist größere Tiefenlage des tragfähigen Bodens das Bauwerk auf einen Pfahlrost zu stellen und das Holzwerk (für welches über Wasser am besten Eichenholz gewählt wird) sorgfältig zu dichten sowie Wände und Boden mit bestem Klaiboden zu umgeben.

Holzsiele von mehr als 3 m Lichtweite werden schwerfällig, und man wählt bei größeren Abmessungen besser eine Teilung durch Zwischenwände, wenn man auf Holzbau angewiesen ist. Sonst sind aber massive Siele vorzuziehen, die auf Pfahlrost oder auf Betonschüttung ruhen und; neben dem Deckengewölbe zweckmäßig auch ein Sohlengewölbe erhalten. Bei Durchflußweiten über 5 m wird die Bauhöhe für ein Deckengewölbe meistens zu knapp; es werden dann mehrere Siele nebeneinander angelegt oder es wird – insbesondere bei Schiffahrtsbetrieb – ein offenes Siel mit fester oder beweglicher Brücke gewählt. Unter den Stirnenden, an welche die Tordrempel anschließen, sind wieder Spundwände zu rammen, bei starkem Wasserdruck auch innerhalb des Sielkörpers, dessen Sohle mit Absätzen versehen wird, um die Bildung von Wasseradern zu erschweren. Gegen den Schub der Erde des Deichkörpers, der insbesondere nach längerem Hochwasser kräftig wirkt, sind die Flügel durch Schrägpfähle und durch Verankerung mit dem Sielkörper zu sichern. Die Seitenwände des Sielkörpers sind nicht abzutreppen, sondern glatt herzustellen, damit das Setzen des Deichkörpers ohne nachteiligen Widerstand erfolgen kann. Die Herstellung erfolgt aus Klinkern in hydraulischem Mörtel.

Tore der Siele. Als Material dient in der Regel Eichenholz, nur ausnahmsweise Eisen. Kleinere Tore (bis etwa 2 m Weite) bestehen aus senkrechten, 5–15 cm starken Bohlen, die zur Vermeidung des Setzens zweckmäßig miteinander verzahnt und mittels oberer und unterer Horizontalbohlen unter Anwendung von Bändern und Schraubbolzen zu einer festen Tafel verbunden werden (vgl. Fig. 4). Die als Wandsäule dienende Bohle (der sogenannte Harrelpfosten) ist 3–5 cm stärker als die übrigen und nimmt den oberen Zapfen sowie die untere Pfanne auf, während der untere Zapfen in den Boden der Wendenische eingelassen ist (Fig. 4). Die Tore erhalten einen oberen und unteren Anschlag, der in der Form eines Drempeldreiecks gebildet ist. Da jedoch eine eigentliche Stemmwirkung infolge der Anordnung der Tore nicht möglich (auch nicht beabsichtigt) ist, so genügt als Höhe des Drempeldreiecks etwa ¹/₁₂ der Lichtweite, so daß es bei Holzböden aus einem Stück gebildet werden kann. Größere Tore werden in gleicher Art wie die der Schiffahrtsschleusen hergestellt. Auch hier ist (mit Ausnahme der[112] offenen, der Schiffahrt dienenden Siele) ein oberer Anschlag vorhanden. Gleichwohl empfiehlt es sich aus Sicherheitsgründen, die Berechnung für oben frei liegende Stemmtore durchzuführen und demgemäß die Drempelhöhe zu ¹/₆–¹/₁₀ anzunehmen; allenfalls kann eine etwas höhere als die übliche Beanspruchung der Hölzer zugrunde gelegt werden. Da die Tore durch das steigende Außenwasser selbsttätig schließen sollen, so muß ihre Aufschlagweite durch sogenannte Aufhalter (s.d.) begrenzt werden, damit sie einen zum Angriff des eingehenden Stromes genügenden Abstand von den Flügelwänden behalten. Die Tore offener Deichschleusen sind wie die der Schiffahrtschleusen durch Wärter zu bedienen, weil bei nicht gleichzeitigem Schließen beider Flügel Verbiegungen eintreten können. Uebrigens darf auch bei Toren mit oberem Anschlag eine Wartung nicht ganz fehlen, weil durch den eingehenden Strom leicht gröbere Sinkstoffe oder Fremdkörper gegen den Anschlag getrieben werden können. Die zum Aufstau des Binnenwassers in dem Binnenvorsiel angebrachten Schützen werden in gleicher Weise hergestellt und bedient wie diejenigen bei Schützenwehren.

Bei tiefliegenden Niederungen reicht die natürliche Vorflut nicht immer zu einer genügenden Entwässerung aus. Man ist dann gezwungen, ein Schöpfwerk anzulegen, welches das Wasser aus dem Binnentief (in diesem Falle Mahlbusen genannt) in das Außentief oder (wenn eine natürliche Entwässerung noch bei niedriger Ebbe möglich ist) zunächst in einen Vorbusen (s.d.) hebt, der durch ein Siel mit dem Außentief in Verbindung steht; ein zweites Siel Stellt dann die Verbindung zwischen Mahlbusen und Vorbusen her. Der Bau einer Sielanlage ist möglichst in einem einzigen Bauabschnitt (April bis Oktober) zu vollenden; er ist in allen Teilen so dauerhaft auszuführen, daß die Sicherheit des Deiches auf keinen Fall gefährdet wird. Die Siele werden von den zu einem Sielverbande oder einer Sielacht zusammengetretenen Besitzern der entwässerungsbedürftigen Grundstücke erbaut und unterliegen ebenso wie die Deiche einer regelmäßigen Schauung (s. Deichschauung).

Literatur: Storm-Buysing, Waterbouwkunde, Breda 1864. – Hagen, Handbuch der Wasserbaukunst, Bd. 4; ebend., Bd. 1, Seeufer- und Hafenbau. – Handbuch der Ing.-Wiss., Bd. 3, 2. Abt., 2. Aufl. 1882. – Zeitschr. des Aren.- und Ing.-Ver. zu Hannover; über Sielweiten: Jahrg. 1854, 1857; Ausflußkoeffizient der Schleusen zu Katwijk, 1866; Emdener Schutzschleuse, 1858; Ständerpumpsiel, 1866; Oldersumer Deichschleuse, 1873. – Zeitschr. für Bauwesen: Weichseldeichsiel bei Neuenburg, 1858; Massive Deichschleuse im Oderdeich bei Bellinchen, 1862; Querschnitt und Höhenlage von Entwässerungsschleusen, 1871; Massives Siel im Kaiser-Wilhelms-Koog 1875; Kammer- und Entwässerungsschleuse bei Cleve, 1881. – Zentralbl. der Bauverw. 1881: Selbstregistrierender Pegel und elektrisches Läutewerk einer Entwässerungsschleuse im Departement du Nord; Massives Siel im Rheindeich bei Sonderheim, Bd. 17 der Bauernfeindschen Vorlagsblätter für Wasserbau.

Frühling.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.