Bau eines Schaduf-Bewässerungshebels — Wasserhebewerk mit Gegengewicht

Wählen Sie eine Stelle am Kanal- oder Flussufer, an der Wasser auf ein höheres Niveau angehoben werden muss – typischerweise um einen Anstieg von 1–3 Metern. Errichten Sie einen stabilen Y-förmigen Pfosten (oder zwei parallele Stützen mit einem Querbolzen) 2–3 Meter vom Wasserrand entfernt. Graben Sie den Sockel 50–60 cm tief in den Boden ein und stampfen Sie die Erde fest um ihn herum, um Stabilität zu gewährleisten. Die Gabelung des Y (bzw. der Querbolzen zwischen den paarweisen Stützen) dient als Drehpunkt für den Hebelbalken. Die Drehpunkthöhe sollte etwa der Hubhöhe plus 1 Meter entsprechen – bei einem 2-Meter-Hub sollte der Drehpunkt etwa 3 Meter über dem Erdboden liegen.

Balanciere einen langen, geraden Balken (3-5 Meter) über die Gabel des Ständers. Der Balken teilt sich in einen langen Arm (der über das Wasser ragt, etwa zwei Drittel der Gesamtlänge) und einen kurzen Arm (der landeinwärts ragt, etwa ein Drittel). Der Balken muss sich frei drehen können – bestreiche den Auflagepunkt mit tierischem Fett, um die Reibung zu verringern. Die ungleichen Armlängen erzeugen einen mechanischen Vorteil: Das Gegengewicht am kurzen Arm legt eine kürzere Strecke zurück, übt aber eine verhältnismäßig größere Hubkraft auf den Eimer aus. Dies ist ein Hebel erster Klasse, bei dem der Drehpunkt zwischen der Kraft (Gegengewicht) und der Last (Wassereimer) liegt.

Befestigen Sie einen Ledereimer oder einen geflochtenen Korb mit einem Seil am Ende des langen Arms, das lang genug ist, damit der Eimer die Wasseroberfläche erreicht, wenn der lange Arm abgesenkt wird. Ein Eimervolumen von 10-20 Litern ist für einen Bediener gut zu bewältigen. Am kurzen Arm befestigen Sie ein Gegengewicht – einen großen Klumpen getrockneten Lehms, einen Stein oder einen Lehmziegel –, das schwer genug ist, um das Gewicht des vollen Eimers samt Seil nahezu auszugleichen. Das Gegengewicht sollte etwas leichter sein als der volle Eimer, damit der Eimer unter seinem eigenen Gewicht ins Wasser sinkt, aber schwer genug, dass es den vollen Eimer mit nur minimalem zusätzlichen Kraftaufwand des Bedieners hebt.

Teste den Schaduf, indem du den Eimer füllst und den Kraftaufwand prüfst, der zum Anheben nötig ist. Ist das Gegengewicht zu leicht, muss der Bediener kräftig ziehen, um den vollen Eimer anzuheben – füge mehr Gewicht hinzu. Ist es zu schwer, steigt der leere Eimer unkontrolliert nach oben, und der Bediener muss kräftig drücken, um ihn ins Wasser abzusenken – entferne Gewicht. Der ideale Balancepunkt erfordert, dass der Bediener nur einen sanften Zug nach unten ausübt, um den leeren Eimer einzutauchen, und einen sanften Ruck nach oben, um den vollen Eimer in Bewegung zu setzen, wobei das Gegengewicht den Großteil der Hubarbeit übernimmt. Feinabstimmung durch Anpassen der Masse des Gegengewichts oder seiner Position entlang des kurzen Arms.

Zum Betrieb wird der lange Arm nach unten gezogen, um den Eimer einzutauchen, ihn sich füllen zu lassen und dann loszulassen. Das Gegengewicht schwingt den vollen Eimer nach oben. Wenn der Eimer den oberen Punkt seines Bogens erreicht, wird er über den Bewässerungskanal geschwenkt und gekippt, um das Wasser zu entleeren. Eine Bedienperson kann alle 15–20 Sekunden einen Zyklus abschließen und dabei etwa 10–15 Liter pro Zyklus heben. Bei dieser Leistung fördert ein Schaduf ungefähr 2.000–3.000 Liter pro Stunde – genug, um ein kleines Gartenbeet zu bewässern. Zum Heben von Wasser auf größere Höhen können mehrere Schaduf-Vorrichtungen hintereinander angeordnet werden, wobei jede das Wasser auf eine Zwischenebene hebt. Ägyptische Grabmalereien zeigen Gruppen von Schaduf-Vorrichtungen, die entlang des Nils in kaskadierten Reihen arbeiten und das Wasser in drei Stufen 5–6 Meter hoch heben. Der Schaduf gehört zu den energieeffizientesten vorindustriellen Wasserhebevorrichtungen, die je erfunden wurden.