Weserkraftwerk

Blick auf das Weserwehr vom Unterwasser aus gesehen

Blick vom Oberwasser

Das Weserwehr reguliert in Bremen in etwa bei Weserkilometer 362 den Wasserstand der Weser. Das Bremer Weserwehr wurde von 1989 bis 1993 erbaut und am 10. Juni 1993 in Betrieb genommen. Es ersetzt das alte Wehr, das seit 1911 etwa 180 Meter oberhalb des jetzigen Wehres stand. Der Ersatz der Wehranlage war nach der Neuordnung des Hochwasserabflusskonzepts in Bremen nötig geworden. Darüber hinaus war die Bausubstanz des alten Wehres aufgrund des Alters und Kriegseinwirkungen zu stark geschädigt. Das alte Weserwehr wurde nach der Fertigstellung und Inbetriebnahme des neuen Wehres abgebrochen.

Der Bau eines Wehres zur Regulierung der Weser wurde nach der Unterweserkorrektion durch Ludwig Franzius nötig, um ein Fortschreiten der durch den Ausbau der Unterweser verursachten Sohlenerosion und das damit verbundene Absinken des Wasserstandes oberhalb Bremens zu verhindern.

Bremer Weserwehr

Das Weserwehr besteht aus fünf Feldern mit je 30 Meter Breite. Die Regulierung des Wasserstandes oberhalb des Wehres erfolgt über die Verschlüsse des Wehres, die aus fünf beweglichen Stauklappen, sog. Fischbauchklappen, besteht. Der Wasserstand der Mittelweser oberhalb des Wehres liegt bei Normalstau bei NN +4,50 Meter. Unterhalb des Wehres befindet sich der tidebeeinflusste Teil der Mittelweser. Die Fallhöhe an der Staustufe variiert je nach Wasserstand unterhalb des Wehres zwischen ca. 3,0 Meter und 6,0 Meter. Die Steuerung der Stauklappen erfolgt vollautomatisch.

Wehrfeld am rechten Weserufer, flussabwärtige Seite

Für die Instandhaltung bzw. Wartung der Stauklappen können die einzelnen Felder des Wehres im Ober- und Unterwasser mit sog. Notverschlüssen verschlossen und anschließend leergepumpt werden.

In der Wehrschwelle befindet sich ein über die gesamte Länge des Wehres führender Inspektionsgang. Über das Weserwehr führt eine Betriebsbrücke, die auch von Fußgängern und Radfahrern genutzt werden kann. Die Brücke befindet sich ca. 5 Meter über dem Oberwasser. Sie schließt an die Betriebsbrücke über den Schleusen an, so dass Passanten die gesamte Staustufe überqueren können.

Das Wehr ist für eine Abflussmenge von 3.400 m³/s bemessen. Über das neue Wehr kann somit mehr Wasser abfließen, als es beim alten Wehr der Fall war. Dieses war nur für eine Abflussmenge von 2.300 m³/s ausgelegt. Insgesamt sieht das Hochwasserabflusskonzept an der Staustufe Bremen eine Abflussmenge von 4.200 m³/s vor. Die Differenz zwischen der Gesamtabflussmenge und der Abflussmenge über das Wehr wird über ein seitliches Abflussgebiet über den Werdersee und die Kleine Weser abgeführt. Beim Hochwasser im März 1981 zeigte sich jedoch, dass das seitliche Abflussgebiet aufgrund zunehmender Verbauung die vorgesehenen Wassermengen nicht mehr aufnehmen konnte. Das Wasser staute sich im für den Abfluss vorgesehenen Seitenraum und durchbrach schließlich den Deich unterhalb von Staustufe und Schleusenanlage. In der Folge wurde der Hochwasserabfluss neu geregelt. Als zweckmäßigste Lösung ergab sich eine Kapazitätserhöhung des Wehres.

Fischpass

Neben dem Weserwehr befindet sich auf der Insel zwischen dem Wehr und der Schleusenanlage ein Fischpass.

Bauverlauf

Wegen der Gefahr von Hochwasser war der Bauverlauf im Winter stark eingeschränkt, so dass die wesentlichen Arbeiten nur in den Sommermonaten durchgeführt werden konnten. Das Weserwehr wurde in mehreren Abschnitten in Baugruben gebaut. Begonnen wurde 1989 am linken Ufer mit einer ersten Baugrube, in der das erste Feld gebaut wurde. Anschließend wurden 1990 in einer zweiten Baugrube die nächsten beiden Felder gebaut. 1991 folgten die letzten beiden Felder in einer dritten Baugrube. Parallel zu den Baugruben wurden Maßnahmen zur Sohlsicherung im Fluss vorgenommen. Es folgten 1992 der Einbau der Verschlüsse und der gesamten Ausrüstung sowie weitere Sohlsicherungsmaßnahmen. 1993 begann der Probebetrieb des neuen Wehres. Nach der Inbetriebnahme der Anlage im Juni 1993 wurde der Fischpass gebaut.

Bremer Weserschleusen

Weserwehr und Schleusen von der Karl-Carstens-Brücke (flussabwärts) aus gesehen

Die Weserschleusen wurden von 1995 bis 1999 gebaut. Sie ersetzen die bis dahin vorhandene alte Anlage, die den Anforderungen nicht mehr gerecht wurde sowie starke Schädigungen aufwies. Um den laufenden Betrieb nicht zu unterbrechen, wurde zunächst die Großschifffahrtschleuse im Unterkanal der alten kleinen Schleuse gebaut. Erst anschließend wurde die Kleinschifffahrtsschleuse gebaut, so dass für die Berufsschiffahrt auch während der Bauzeit der neuen Schleusenanlage immer eine Schleusenkammer zur Verfügung stand. Die neue Anlage wurde am 30. Juni 1999 in Betrieb genommen.

Über die Schleusenanlage führt eine Betriebsbrücke. Ihre lichte Durchfahrtshöhe, die über der Großschifffahrtsschleuse knapp 2 Meter höher als über der Kleinschifffahrtsschleuse ausgelegt ist, beträgt bei Normalstau im Oberwasser ca. 10 Meter, bei höchstem Stauwasser (NN +5,6 Meter) 7,5 Meter (über der Großschifffahrtsschleuse) bzw. 5,7 Meter (über der Kleinschifffahrtsschleuse). Die Betriebsbrücke schließt an die Betriebsbrücke über das Weserwehr an und ermöglicht so ein Überqueren der gesamten Staustufe.

Groß- und Kleinschifffahrtschleuse haben einen gemeinsamen Ober- und Unterkanal für die Zu- und Abfahrt. Die Einfahrtsbereiche sind durch Mittenleitwerke getrennt, um Wellenschlag bei der Einfahrt zu vermeiden und die Verkehre rechtzeitig zu trennen.

Großschifffahrtsschleuse

Blick auf die Kammer der Großschifffahrtsschleuse. Links die Kammer der Kleinschifffahrtsschleuse, im Hintergrund das Schleusenbetriebsgebäude

Das Obertor der Schleuse besteht aus einem Drehsegmenttor, das Untertor besteht aus einem Stemmtor. Zum Schutz der Tore befindet sich am Obertor innerhalb der Schleusenkammer ein Fangnetz, zum Oberwasser kann das Tor durch ein Seil geschützt werden. Ein entsprechender Stoßschutz in Form eines Seils befindet sich auch vor dem Untertor.

Für eine Schleusung werden bei Niedrigwasser im Unterwasser ca. 20.000 m³ Wasser benötigt, die am Oberhaupt der Weser entnommen und am Unterhaupt der Weser wieder zugeführt werden. Bei der Bergschleusung erfolgt die Füllung der Schleuse über eine Füllmuschel, die in das Drehsegmenttor des Oberhauptes eingebaut ist. Dazu wird das Tor leicht abgesenkt und Wasser kann über die Füllmuschel in die Schleuse einströmen. Bei der Talschleusung erfolgt die Entleerung über seitliche Torumläufe am Unterhaupt. Um schädliche Strömungen zu vermeiden, befinden sich sog. Störkörper unterhalb der Schleusentore, die für eine Energieumwandlung des ein- bzw. ausströmenden Wassers sorgen.

Abmessungen

Die Kammer der Großschifffahrtsschleuse ist 225 Meter lang und ca. 12,5 Meter breit. Es können somit zwei Binnenschiffe mit je 110 Meter Länge zeitgleich geschleust werden.

Der Drempel am Oberhaupt liegt auf NN ±0,00 Meter. Bei Normalstau (NN +4,50 Meter) beträgt die Wassertiefe somit 4,50 Meter. Der Drempel am Unterhaupt liegt auf NN -6,00 Meter. Bei mittlerem Tideniedrigwasser (MTnw) beträgt die Wassertiefe ca. 4,60 Meter.

Kleinschifffahrtsschleuse

Neben der Großschifffahrtsschleuse verfügt die Schleusenanlage auch über eine sog. Kleinschifffahrtsschleuse. Diese Schleuse ist für die Klein- und Sportschiffahrt vorgesehen. Sie funktioniert automatisch und wird vom Nutzer selbst bedient. Dazu befinden sich Bedienstationen in der Schleuse sowie im unteren und oberen Vorhafen.

Das Obertor der Schleuse besteht wie bei der Großschifffahrtsschleuse aus einem Drehsegmenttor, das Untertor besteht aus einem Schlagtor. Bei der Bergschleusung erfolgt die Füllung der Schleuse wie bei der Großschifffahrtsschleuse über eine Füllmuschel. Bei der Talschleusung wird die Schleusenkammer über Schützöffnungen im Schlagtor entleert. Störkörper sorgen auch bei der Kleinschifffahrtsschleuse dafür, dass keine schädlichen Strömungen auftreten.

Im Ober- und Unterwasser ist je ein Ausstieg über Rampen vorhanden, so dass Boote auch umgetragen werden können. Dies erlaubt insbesondere Wassersportlern ein rasches Passieren der Anlage, da ein Umtragen schneller als das Schleusen geht. Auf dem Schleusengelände werden Bootswagen für den Transport vorgehalten.

Abmessungen

Die gesamte Schleusenanlage ist 58 Meter lang. Die Kammer ist auf einer Länge von 25 Meter nutzbar. Die (nutzbare) Breite der Kammer beträgt 6,5 Meter.

Die Schleusenkammer hat eine durchschnittliche Höhe von 10,5 Meter. Die Wassertiefe am Oberhaupt beträgt bei Normalstau 3,5 Meter, am Unterhaupt ist bei mittlerem Tideniedrigwasser (MTnw) noch eine Wassertiefe von ca. 2,6 Meter vorhanden.

Baukosten

Der Neubau des Weserwehrs und der Schleusenanlage kostete insgesamt 147,7 Millionen Euro.

Davon entfielen auf

• die Wehranlage: 70,2 Millionen Euro
• die Schleusenanlage: 69,9 Millionen Euro
• den Fischpass: 3,2 Millionen Euro
• sonstige Maßnahmen: 4,4 Millionen Euro

Finanziert wurde der Neubau vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS). Die Wehranlage wurde zum Teil von der Freien Hansestadt Bremen mitfinanziert.

Weserkraftwerk

Das alte Weserwehr 1987, mit Wasserkraftwerk

Das alte Weserwehr verfügte über ein Wasserkraftwerk, das Weserkraftwerk der damaligen Stadtwerke Bremen, das 1987 außer Betrieb genommen und anschließend aus Gründen der Hochwassersicherheit abgerissen wurde. Das Kraftwerk, ein Laufwasserkraftwerk mit elf stehenden Francis-Turbinen, stand zwischen dem eigentlichen Weserwehr, einer kleinen, künstlichen Insel im Fluss und der Schleusenanlage. Es verfügte über eine Leistung von 8 Megawatt.

Bei der Planung des neuen Weserwehrs wurden zwar auch Überlegungen zum Neubau eines Wasserkraftwerkes angestellt, die Planungen zogen sich jedoch bis 1999 hin und wurden letztlich aus wirtschaftlichen Gründen aufgegeben. Das Wehr ist jedoch technisch auf die Integration einer Wasserkraftanlage ausgerichtet worden (sog. 6. Wehrfeld).

Im Jahr 2001 haben sich die Unternehmen TANDEM GmbH, Bremen, und Planet energy GmbH, Hamburg (eine Tochtergesellschaft des Stromversorgers Greenpeace energy eG) zu einem Konsortium zusammengeschlossen, das mit ihrem Konzept im Jahr 2003 das Wettbewerbsverfahren des Senators für Bau und Umwelt für die Neubauplanung eines Wasserkraftwerkes beim Weserwehr gewann. Das Konsortium ist mittlerweile in eine GmbH als Rechtsnachfolgerin umgewandelt worden, die Weserkraftwerk Bremen GmbH.

Das neue Wasserkraftwerk ist am rechten Weserufer geplant. Gegenüber dem linken Weserufer gibt es hier einige entscheidende Vorteile:

• Lage an der Außenkurve des Flusslaufs, damit günstige Anströmungsverhältnisse
• Zufahrt über eine öffentliche Straße möglich, die auch als Baustellenzufahrt nutzbar ist
• der am linken Ufer vorhandene Fischpass muss nicht modifiziert und umgelegt werden

Für das Wasserkraftwerk, das wieder als Laufwasserkraftwerk (Typ: Ausleitungskraftwerk) geplant ist, war zunächst eine Leistung von 5 Megawatt vorgesehen. Aufgrund der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) im Jahr 2004 und der dadurch weggefallenen Obergrenze für die Vergütung von Strom aus neuen Wasserkraftwerken sieht die Planung jetzt jedoch eine Leistung von 10 Megawatt vor.

Für das Wasserkraftwerk, das voraussichtlich 2009 in Betrieb gehen soll, ist ein Jahresenergieertrag von etwa 42 Millionen kWh Strom errechnet worden. Dies reicht für die Versorgung von 17.000 Haushalten. Durch die Nutzung der Wasserkraft würden jährlich rund 35.500 Tonnen CO₂-Emissionen eingespart. Der Neubau des Kraftwerkes wird voraussichtlich rund 40 Millionen Euro kosten.

Bauweise

Das Kraftwerk soll größtenteils unterirdisch gebaut werden, so dass von der eigentlichen Anlage nur die Rechenreinigungsanlage und das Oberteil des Maschinenhauses zu sehen sein wird.

Oberhalb des Weserwehrs wird das Einlaufbauwerk mit dem 42 Meter breiten Einlaufbecken entstehen. Die Breite des Einlaufbeckens ist nötig, weil der Feinrechen zum Fischschutz (siehe dort) nur einen Stababstand von 25 mm haben wird. Vor dem Feinrechen wird ein Grobrechen mit einem Stababstand von 40 cm für das Zurückhalten von Treibgut sorgen.

Das sog. Betriebswasser, das durch das Einlaufbecken einströmt, wird über einen Triebwasserkanal zu den im Turbinenhaus eingebauten Turbinen (zwei Kaplan-Rohrturbinen) geführt. Anschließend strömt das Wasser über das ebenfalls zu bauende Auslaufbauwerk zurück in die Weser.

Fischschutz

Zusätzlich zu dem am linken Ufer zwischen Weserwehr und Schleusenanlage bereits bestehenden Fischpass wird beim Bau des Wasserkraftwerkes auch am rechten Ufer ein zusätzlicher Fischpass gebaut werden.

Als Fischschutz wird ein Feinrechen (Stäbe mit 25 mm Abstand) eingebaut werden, der wandernde Fische von den Turbinen fernhalten soll. Durch die Anströmgeschwindigkeit von nur 0,7 m/s wird außerdem verhindert, dass Fische an den Rechen gepresst werden.

Fische werden während des Betriebes des Wasserkraftwerks, wie jetzt auch, über den Überlauf des Weserwehrs absteigen können, über den kontinuierlich eine Restwassermenge strömen wird.

Weblinks

• Wasser- und Schifffahrtsamt Bremen
• Weserkraftwerk Bremen GmbH
• Bau und Betrieb einer Wasserkraftanlage am Weserwehr, Wasserkraftwerk Bremen GmbH (PDF, ca. 1 MB)

53.068.8657Koordinaten: 53° 3′ 36″ N, 8° 51′ 54″ O