Eine Sparschleuse ist eine besondere Bauform einer Schifffahrtsschleuse, bei der beim Entleeren (Talschleusung) der Kammer nicht alles Wasser aus ihr ins Unterwasser abgelassen, sondern in zusätzlich vorhandene sogenannte Sparbecken geleitet wird. Zum Füllen der Kammer (Bergschleusung) wird dieses Wasser wieder verwendet, und nur ein kleinerer Teil muss dem Oberwasser entnommen werden. Der Schleusenverlust beträgt dabei üblicherweise nur 40 % oder weniger (100 % bei normalen Schleusen).

Bei einer einfachen Schleuse wird bei einer Bergschleusung alles Wasser zum Füllen der Schleusenkammer aus dem Oberwasser entnommen und bei einer Talschleusung alles ins Unterwasser abgegeben. Der Schleusenverlust beträgt 100 Prozent. Das verlorene Wasservolumen fehlt nun in der oberen Haltung und muss ersetzt werden. Liegt die Schleuse in einem größeren Fluss, ist dies meistens kein Problem. Bei Schleusen in kleineren Flüssen und bei Kanälen muss künstlich Ersatz geschaffen werden, damit die für die Schiffbarkeit erforderliche Wassertiefe erhalten bleibt. Dies gilt im Besonderen bei der Überwindung von Höhenzügen, wo für die Scheitelhaltung keine oder nur geringe natürliche Zuflüsse vorhanden sind.

Die Sparbecken befinden sich in verschiedenen Ebenen. Das Kammervolumen wird in 5 oder mehr gleich große übereinander liegende Schichten eingeteilt. Die Becken korrespondieren mit den 3 oder mehreren mittleren Schichten. Sie werden traditionell als offene Behälter neben den Schleusen angebracht, wobei sie eine „Becken-Terrasse“ bilden, manchmal in Form zweier parallel wirkender beidseits der Schleuse angebrachter Gruppen. Bei beschränkten Platzverhältnissen oder großen Hubhöhen werden sie als geschlossene Behälter in beide Kammerwände über deren gesamte Länge eingefügt. Die somit deutlich breiteren Wände verbessern auch die Stabilität des Gesamtbauwerks. Beispiele dafür sind die schon am Anfang des 20. Jahrhunderts gebauten Doppelschleuse Anderten am Mittellandkanal und Schachtschleuse Minden im Verbindungskanal Nord zur Weser und die 2006 fertiggestellte Schleuse II bei Uelzen im Elbe-Seiten-Kanal (s. nebenstehendes Bild, rechts).

Bei einer Talschleusung werden nur die beiden unteren Schichten des Kammer-Wassers in das Unterwasser abgelassen. Die darüber liegendenen Schichten wurden vorher vom je eine Stufe tiefer liegende Sparbecken übernommen.

Bei einer Bergschleusung werden nur die beiden oberen Schichten der Kammer mit Wasser aus dem Oberwasser gefüllt. Die darunter liegendenen Schichten wurden vorher vom je eine Stufe höher liegende Sparbecken übernommen.

Das folgende Bild zeigt schematisch die Funktion einer Sparschleuse mit drei Sparbecken (A, B u. C bzw. rot, gelb u. grün), die je etwa 20 % des Schleusenkammerinhalts übernehmen können. Die hellblauen Flächen symbolisieren das Ober- bzw. das Unterwasser.

• Funktionsprinzip einer Sparschleuse
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  Talschleusung: Auffüllen der Sparbecken A-B-C
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  Bergschleusung: Entleeren der Sparbecken C-B-A

Bei der Talschleusung wird zunächst das Becken A (rot), dann das Becken B (gelb) und zum Schluss das Becken C (grün) gefüllt. Der dunkelblau markierte Anteil des Kammer-Wassers (Schichten 4 u.5) wird ins Unterwasser abgelassen.

Bei der Bergschleusung werden die Becken in umgekehrter Reihenfolge in die Schleusenkammer entleert, also zuerst C (grün), dann B (gelb) und zum Schluss A (rot). Die oberen zwei Fünftel des Gesamtvolumens (dunkelblaue Schichten 1 u. 2)) kommen dann aus dem Oberwasser. Auf diese Weise müssen bei jeder Schleusung theoretisch zwei Fünftel des gesamten Kammervolumens von oben zugeführt werden. Tatsächlich sind es etwas mehr, da von den Becken weder je ein ganzes Fünftel aufgenommen, noch ihnen alles Wasser der Kammer wieder zugeführt wird. Ihr Füllen und Entleeren muss abgebrochen werden, wenn die Fließgeschwindigkeit unter einen Mindestwert gesunken ist (bei gleichem Wasser-Niveau in der Kammer und dem entsprechenden Becken ist sie Null, und die Zeit bis zum vollen Ausgleich wächst gegen Unendlich).

Die theoretische Wasserersparnis ergibt sich bei ${\displaystyle n}$ Sparebenen aus folgender Formel:

${\displaystyle {\frac {\text{Wasserverbrauch mit Sparbecken}}{\text{Wasserverbrauch ohne Sparbecken}}}=1-{\frac {n}{n+2}}={\frac {2}{n+2}}}$

Je mehr Ebenen die Beckenterrasse hat, desto höher ist die Wasserersparnis beim Schleusen, aber desto höher sind auch Platzbedarf und Baukosten. Bei fünf Ebenen ist die Ersparnis theoretisch 71 Prozent (⁵⁄₇) des Kammervolumens. Der häufigste Fall sind Sparschleusen mit drei Ebenen mit theoretisch 60 Prozent (³⁄₅) Ersparnis.

Mit der Konstruktion der Schleuse Lüneburg am Elbe-Seiten-Kanal mit 38 Meter Hubhöhe wird ein neuer Typus geschaffen (s. nebenstehende Abbildung). Der Neubau wird sechs Sparebenen aufweisen mit je 6 Sparkammern K1 bis K6 in der linken und in der rechten Schleusenkammerwand. Neu sind je eine obere und eine untere zusätzliche Kammer. In der unteren wird das Restwasser bei der Talschleusung gesammelt und danach in die obere Kammer hinaufgepumpt. Deren Boden liegt oberhalb des Oberwasser-Niveaus und der obere Rand der unteren Extrakammer unterhalb des tiefsten Unterwasser-Niveaus. Das Wasser wird von unten nach oben zurückgepumpt, so dass es (theoretisch) kein Verlustwasser mehr gibt.

Das Volumen der beiden (rechts und links) Kammern K1 bis K6 ist gleich groß wie das in einer Wasserschicht S1 bis S8, das Volumen einer Zusatz-Kammer ist ebenso groß wie das einer Wasserschicht S1 bis S8.

Die drei Main-Donau-Kanal-Sparschleusen Hilpoltstein, Eckersmühlen und Leerstetten haben mit 24,67 Metern die größten Fallhöhen aller in Deutschland errichteten Schleusen.^[1] Die 1976 eröffnete Schleuse Uelzen I am Elbe-Seiten-Kanal war mit 23 Meter Hubhöhe seinerzeit in Deutschland die Schleuse mit der größten Fallhöhe und die größte Sparschleuse der Welt. Dies wird zukünftig übertroffen werden durch die Schleuse Lüneburg, die für eine Fallhöhe von 38 Meter ausgelegt wird.

Die 2015 eröffneten Sparschleusen des Panamakanal-Ausbauprojekts – Agua Clara und Cocoli – gelten mit 425 m Länge und 55 m Breite als die größten Sparschleusen der Welt.^[2]

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  Sparschleuse Rothensee
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  Sparschleuse Kriegenbrunn
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  Sparschleusen-Gruppe Hohenwarthe
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  5 Sparbecken der Alten Schachtschleuse Henrichenburg
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  Eins der je 3 Sparbecken der 4-stufigen alten Schleusentreppe Niederfinow

• Martin Eckoldt (Hrsg.): Flüsse und Kanäle, Die Geschichte der deutschen Wasserstraßen, DSV-Verlag 1998
• Der Mittellandkanal, Reichsverkehrsministerium 1938
• Lutz, Matthias; Korytko, Florian (2019): Sparschleuse Lüneburg – Technische Lösungsansätze für den Neubau der höchsten Sparschleuse der Welt. In: Bundesanstalt für Wasserbau (Hg.): Neubau von Wasserbauwerken. Karlsruhe: Bundesanstalt für Wasserbau. S. 1–5. hdl.handle.net
• Thorenz, Carsten (2012): Ein neuartiges Füllsystem für Sparschleusen großer Höhe. In: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik (Hg.): Staubauwerke – Planen, Bauen, Betreiben. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen 47. Dresden: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik. S. 503–512. hdl.handle.net

Commons: Water-saving locks – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Animation der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
• Planfeststellung Schiffsschleusenanlage Kriegerbrunn Wasserstraßen-Neubauamt Aschaffenburg
• Standortuntersuchung Sparschleuse Erlangen

1. ↑ Main-Donau-Kanal – Schiffe fahren über den Berg. Stand 10. Oktober 2009.
2. ↑ Autoridades del canal Panamá.