Basiswissen

Schleuse, Wehr und Wasserkraft am Main: die Staustufe Mühlheim am Main befindet sich am Westrand der Stadt Hanau. Der Main wird dort über seine gesamte Breite aufgestaut. Eine Schleuse für die Binnenschifffahrt hat eine angegebene Stauhöhe von 3,77 Metern. Das Wasserkraftwerk hat eine Leistung von knapp 5 Megawatt. Das entspricht etwa einem großen Windrad. An der Staustufe Mühlheim lassen sich gut einige physikalische Effekte beobachten.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Man sieht Wasser eine Staufstufe hinabstürzen.☛

Physik rund um die Staustufe

Parallel zum Wehr führt eine Fußgängerbrücke über die Schleusenanlage und über den gesamten Main. Von dort aus lassen sich gut von oben Schleusungen beobachten sowie die Strömungsverhältnisse rund um das Wehr. Dasselbe dürfte für viele ähnliche Staustufen an größeren Flüssen zutreffen.

Verschiedene Arten einer Höhenmessung

Das folgende Video zeigt drei Arten, wie man die Höhe der Fußgängerüberführung abschätzen kann: mit einem Vergleich eines Fahrradfahrers, über die Messung der Höhe und eine Zählung der Anzahl von Trittstufen und dem Geländer und schlussendlich über Fallversuche.

Die Fußgängerüberführung führt in 8 bis 9 Metern Höhe über dem festen Ufergelände über den Fluss.

Für eine ausführliche Erklärung des Physik-Videos siehe auch den speziell dazu angefertigten Artikel Freier Fall (Staustufe Mühlheim) ↗

Eine Clapotis

Eine Clapotis ist ein typisches Wellenmuster für Hafenbecken und ähnlich eingefasste Wasserflächen. Bei einer Clapotis gibt es eine aufgeregte Bewegung im Wasser. Man erkennt jedoch weder längere Wellenfronten noch eine klare bevorzugte Richtung in die die Wellen laufen. Stattdessen scheint sich das Wasser ständig auf und ab zu bewegen. Das Wort Clapotis stammt aus dem Französischen und heißt dort auch soviel wie plätschern.

Von der Fußgängerbrücke kann man mit großer Zuverlässigkeit eine Clapotis auf der Hanauer Seite der Schleusenwand sehen.

Wo das Wasser des Mains mehrere Meter tief das Wehr herabstürzt erzeugt es Wellen. Diese wandern Richtung Mühlheimer Ufer und prallen dort auf die unregelmäßig geformen Spundwände. Dort werden die Wellen in alle mögliche Richtungen reflektiert. Dadurch entsteht die hier sehr gut sichtbare Clapotis ↗