Kraftwerk Lütschental der Jungfraubahn AG

Rückblick
In den Jahren 1906/08 wurde im Auftrag der Jungfraubahn AG das heutige Wasserkraftwerk an der Schwarzen Lütschine zum Zweck der Bahnstromerzeugung gebaut. Im Laufe der Zeit wurden immer wieder kleinere und grössere Erneuerungs- und Modernisierungsarbeiten ausgeführt, ohne jedoch die Bausubstanz grundsätzlich zu verändern. Das markante, heute ein wenig durch die Uferbestockung versteckte, Maschinengebäude wurde seinerzeit nach Plänen des Architekturbüros Haller & Schindler aus Zürich gebaut.

Die alte Wehr- und Fassungsanlage in Burglauenen
Das alte und inzwischen abgebrochene Wehr zur Stauhaltung und Regulierung der Lütschine bestand aus zwei mit Zahnstangen bewegten Tafelschützen von je 6 m Breite und einer Grundablassschütze von 3 m Öffnungsweite.
Der Lütschine wurde maximal 6 m3/s Betriebswasser entnommen und via Absetzbecken in den rund 1.5 km langen Freispiegelstollen geleitet. Am Ende dieses Stollens befindet sich ein Wasserschloss. Von dort wird das Wasser durch eine auf Sockeln verlegte, freiliegende Druckleitung zur Zentrale geleitet.

Die bald hundertjährige Anlage wies verschiedene betriebliche und sicherheitstechnische Mängel auf, wie:

• Ungenügende Sandabscheidung im flachen, turbulent durchströmten Absetzbecken. Bei den langen Spülvorgängen ging zudem viel Betriebswasser verloren.
• Bei grosser Wasserführung der Lütschine mit viel Schwemmholz bestand die Gefahr des Verstopfens der Wehröffnungen bzw. des Verklemmens der Tafelschützen.
• Die schlanken Wehrpfeiler bestanden aus einer mit Beton verfüllten, leichten Fachwerkkonstruktion. Sie wurden bei Hochwasser-Durchfluss zu Schwingungen angeregt.
• Der Wehrbetrieb war personalintensiv und zum Teil mit gefährlichen Einsätzen verbunden.

Diese Mängel haben die Jungfraubahn AG bereits im Januar 1987 bewogen, bei der Ingenieurunternehmung Colenco eine Studie für einen Neubau in Auftrag zu geben. Der Projektentwurf Colenco wurde im Juli 1992 an der Versuchsanstalt für Wasserbau der ETH Zürich (VAW) anhand eines Modells im Massstab 1:25 untersucht und optimiert.

Projektoptimierung
Im Laufe des Winters 2002/03 wurde das Projekt durch die Abteilung Engineering Kraftwerke der BKW Energie AG nochmals in wesentlichen Punkten überarbeitet, optimiert und anschIiessend öffentlich aufgelegt. Das Plangenehmigungsverfahren nach Eisenbahngesetz konnte ohne Einsprachen abgewickelt werden. Die erforderlichen behördlichen Bewilligungen sind seit dem Spätherbst 2003 rechtsgültig, die Konzession wurde für 80 Jahre erteilt.

Das Neubauprojekt in Stichworten
Die wesentlichen Elemente des Erneuerungsprojektes sind:

• Neues Wehr in der Lütschine, bestehend aus zwei Öffnungen von je 7 m Breite, einem massiven Mittelpfeiler in Ortbeton und je einem Widerlager links- und rechtsufrig. Als Verschlussorgane werden hydraulisch betätigte Segmentschützen mit aufgesetzten Klappen eingebaut. Die neue Wehrbrücke dient in Zukunft auch dem Anwohnerverkehr.
• Absenkung der Lütschinensohle im Staubereich zwecks Anpassung an die neue, tiefer liegende Sohle des Segmentwehrs. Bau von vier Ablenkbuhnen im Staubereich.
• Linksufrig angeordnete Wasserfassung, ausgerüstet mit einem Grobrechen und anschliessender Kiesfangrinne. Vor den beiden Entsanderbecken wird je ein Feinrechen eingebaut. Das angeschwemmte Rechengut wird mit einer fahrbaren Reinigungsmaschine aus dem Wasser gehoben und in einer Mulde zur Entsorgung bereitgestellt.
• Zwei längs durchflossene, überdeckte Entsanderbecken mit einer Kapazität von je 3 m3/s. Die Beckenabmessungen betragen: Länge rund 40 m, Breite 5.60 m. Tiefe etwa 4 m. Der Sandaustrag aus den Becken erfolgt mit Hilfe eines an der Hochschule Rapperswil (HSR) entwickelten Verfahrens. Auf der Beckensohle – unterhalb der geneigten Beckenwände – werden Sandabzugrohre (NW 800 mm) horizontal verlegt. In diesen Rohren sind in regelmässigen Abständen Einlaufkästen eingeschweisst. Die tangentiale Anordnung dieser Kästen bewirkt, dass der Sandtransport in den Rohren nicht rein translatorisch, sondern in einer horizontal rotierenden Wirbelbewegung erfolgt. Die Sandkörner befinden sich in einem permanenten Schwebezustand. Als Vorteile dieses Verfahrens sind zu nennen:
  - kaum bewegliche, dem Verschleiss unterworfene Bauteile
  - geringere Bauhöhe der Entsanderbecken
  - die Becken müssen während der Spülmanöver nur teilweise entleert werden.
• Steuergebäude zum Unterbringen der erforderlichen Betriebseinrichtungen wie hydraulische Antriebseinheit und Steuerschränke. Im Untergeschoss werden zudem die Dotierwasserleitung und eine Abwasserpumpstation der Gemeinde Grindelwald eingebaut.
• Einrichtung zur Abgabe einer ganzjährlich konstanten Dotierwassermenge von 400 l/s.
• Am rechten Lütschinenufer wird der für den eventuellen späteren Bau einer Fischtreppe erforderliche Platz reserviert.

Die aktuelle konzessionierte Staukote beim Wehr wird auch inskünftig beibehalten. Die Entnahmewassermenge bleibt mit 6 m3/s ebenfalls unverändert. Das neue Wehr erlaubt die gefahrlose Abfuhr eines 1’000-jährlichen Hochwassers, was rund 160 m3/s entspricht, selbst wenn nur eine Wehröffnung in Betrieb ist.

Was bleibt von den bestehenden Kraftwerksanlagen?

Die übrigen Anlageteile wie Zuleitungsstollen, Druckleitung und Zentralengebäude werden ohne grosse Veränderungen weiterbetrieben. Im Wasserschloss wurde zur raschen Ableitung des nachströmenden Wassers – im Falle einer SchneIlabschaltung – ein leistungsfähiger Saugheber eingebaut. Das entlastete Wasser fliesst durch die alte Druckleitung, welche als Überlaufleitung verwendet wird, in die Lütschine zurück.
In der Zentrale wurden auch die alten Zuleitungen (Abzweigrohre) zu den einzelnen Maschinengruppen ersetzt.

Realisierung des Erneuerungsvorhabens
Der Verwaltungsrat der Jungfraubahn AG hat am 25. September 2003 den erforderlichen Erneuerungskredit genehmigt und gleichzeitig den Auftrag zur Ausführung der Bauarbeiten erteilt.

Bauprogramm
Am 27. Oktober 2003 fand der offizielle Spatenstich statt. Anschliessend wurde mit den Arbeiten für die erste Etappe der Baugrube in der Lütschine begonnen.
Die gesamte Bau- und Montagezeit dauert rund anderthalb Jahre. Im Juni 2005 wird die neue Wehr- und Fassungsanlage definitiv in Betrieb genommen.

Kenndaten des Kraftwerks Lütschental der Jungfraubahn AG (Basis: 2003)

• Nettogefälle 160 m
• Durchschnittliche Jahresproduktion 34.1 GWh
• 5 horizontalachsige Peltonturbinen 6.7 MW
• Energieabgabe an Bahnen 19 GWh
• Energieabgabe an Abonnenten 10.7 GWh
• Energierücklieferung 13.2 GWh
• Energiebezug 9.7 GWh
• Maximale Leistung im Netz 14 MW