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Ufer und Gewässerbett Unterhaltung

Lebendbauweise mit Spreitlagen


Bei ingenieurbiologischen Bauweisen (Lebendbauweisen) werden die Ufer durch Pflanzen befestigt. Auf diese Weise entsteht zugleich mit dem Uferschutz ein Lebensraum für Wasservögel und Kleintiere. Eine auf der Elbinsel Hanskalbsand angewendete Bauweise besteht darin, dass das Ufer mit Weidenspreitlagen aus Weidenfaschinen, ausgehend vom mittleren Tideniedrigwasser bis etwa 1,5 m über dem mittleren Tidehochwasser, befestigt wird.

Faschinen sind Bündel aus austriebsfähigem Weidenholz. Verwendet wird dafür Schnittgut, dass bei der Gehölzpflege an den Flussufern anfällt. Faschinen haben Längen von 2,5 bis 3 Metern. Sie haben einen Durchmesser von etwa 30 cm am Stammende. Die einzelnen Hölzer haben am Stammende im Regelfall bis zu 4 cm Durchmesser. Die Faschinen werden mit Bindedraht von ca. 1,2 mm Dicke gebunden. Die Faschinen werden vertikal zum Uferbereich flächig ausgelegt und durch parallel zum Ufer verlaufende Faschinenwippen befestigt. Faschinenwippen (Faschinenwürste) sind zylindrische Körper aus Reisig von 10 bis 20 m Länge und 10 bis 15 cm Durchmesser.


Zur Lagesicherung der Spreitlage werden Holzpfähle in den Boden gerammt. Zwischen den Pfählen werden Drähte gespannt, die die Spreitlagen vor Auftrieb schützen. Abschließend wird die Fläche eingesandet und eingeschlämmt. Diese Bauweise führt dazu, dass nach einigen Monaten ein Bewuchs etwa ab einen Meter über dem mittleren Tidehochwasser entsteht, der das Ufer vor Belastungen aus Strömung, Wellen und Eis dauerhaft schützt.

Buschlagen Buschlagen Wasserseitig eingegrabene, überlappende Buschlagen, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Eine andere, ebenfalls auf Hanskalbsand angewendete Bauart besteht aus mehreren überlappenden Buschlagen, deren wasserseitiges Ende eingegraben wird. Auch diese Konstruktion wird mit Holzpfählen in ihrer Lage gesichert und anschließend eingesandet und eingeschlämmt. Innerhalb einiger Monate entsteht ein widerstandsfähiger Bewuchs.

Bewuchs nach fünf Monaten Bewuchs nach fünf Monaten Bewuchs nach fünf Monaten, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Lahnungen


Eine auf der Elbinsel Pagensand angewendete Bauweise besteht aus Buschlahnungen. Dabei handelt es sich um Buschkisten, die aus zwei Pfahlreihen bestehen, zwischen die eine Packung aus Reisig gelegt und mit Stahldraht befestigt wird. Buschlahnungen kommen bei geringen Belastungen durch Wellen und Strömung zum Einsatz. Eine schwerere Ausführung, die ebenfalls auf Pagensand zum Einsatz kommt, besteht darin, dass zwischen die Holzpfahlreihen Wasserbausteine geschüttet werden. Eine dritte Art der Ausführung ist, die Lahnung ohne Holzpfahlreihen als Damm aus Wasserbausteinen zu bauen. Die Lahnungen werden im Regelfall zu rechteckigen Lahnungsfeldern angeordnet und wirken sinngemäß wie Schneefangzäune, das heißt, sie reduzieren die Strömung in Ufernähe und fördern dadurch die Sedimentation.

Bau einer Buschlahnung Bau einer Buschlahnung Bau einer Buschlahnung, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Bau eines Lahnungsfeldes Bau eines Lahnungsfeldes Bau eines Lahnungsfeldes, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Rollmatten


Eine weitere Art der Ufersicherung, die im Bereich der Ostemündung eingesetzt wurde, besteht aus Rollmatten. Dafür werden Buschmatten bestehen aus einer Lage Reisig von 10 bis 30 cm vorgefertigt. Das Reisig wird oben und unten durch einen Drahtrost aus verzinktem Stahldraht im Abstand von 50 cm gehalten. An den Kreuzungsstellen wird der obere Drahtrost mit dem unteren verrödelt. Die vorgefertigten Matten werden aufgerollt und zum Einbauort transportiert. Dort wird das obere Ende der Rollmatten mit Holzpfählen auf dem Baugrund befestigt, die Matten werden ausgerollt und mit Wasserbausteinen gegen Aufschwimmen gesichert. Der Bereich oberhalb des mittleren Tidehochwassers wird mit Mutterboden abgedeckt und eingeschwemmt, sodass sich ein natürlicher Aufwuchs als Uferschutz bildet.

Deckwerke


In Flussabschnitten mit größerer Uferbelastung aus Strömung, Wellen und Eisgang sind Lebendbauweisen nicht ausreichend standsicher. In diesen Bereichen werden die Ufer mit Steindeckwerken gesichert. Übliche Böschungsneigungen betragen eins zu drei. Den landseitige Abschluss des Deckwerks bildet eine Berme, also ein horizontal verlaufender Deckwerksstreifen von 1,5 bis 2 Metern Breite.
Wasserseitig dient als Lagesicherung des Deckwerks ein Sinkstück von ca. 4,0 m Breite und 60 bis 70 cm Stärke. Sinkstücke sind kreuzweise mit Draht verbundene Faschinenlagen. Die Sinkstücke binden in den Deckwerksfuß ein. Die Sinkstücke werden auf einer Helling gefertigt und auf dem Wasserweg zur Einbaustelle gebracht.

Antransport eines Sinkstücks Antransport eines Sinkstücks Antransport eines Sinkstücks, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Einbau von Sinkstücken Einbau von Sinkstücken Einbau von Sinkstücken, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Soweit die Belastung aus Strömung, Wellen und Eis mäßig ist, wird das Deckwerk als durchlässige und filterstabile Steinschüttung gebaut. Filterstabil bedeutet, dass der darunter liegende Boden durch Strömung und Wellen nicht ausgespült werden kann. Dafür wird als untere Lage auf dem profilierten Untergrund ein Geotextil eingebaut. Das Geotextil wird an den Stößen vernäht. Auf dem Geotextil wird eine ca. 10 cm starke Mineralfilterschicht eingebaut.

Einbau der Mineralfilterschicht auf dem Geotextil Einbau der Mineralfilterschicht auf dem Geotextil Einbau der Mineralfilterschicht auf dem Geotextil, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Die obere Lage des Deckwerkes besteht aus einer ca. 40 cm starken Schicht Wasserbausteinen. Die Steine müssen ausreichend schwer sein und sich durch ihre Form so ineinander verkeilen, dass sie der Belastung dauerhaft standhalten.

Soweit mit hohen Belastungen aus Strömung, Wellen und Eis zu rechnen ist, kommen teil- oder vollvergossene Deckwerke zur Anwendung. Bei dieser Bauweise werden die Zwischenräume zwischen den Deckwerkssteinen mit einer zementbasierten oder bituminösen Masse verfüllt. Auf diese Weise wird eine dauerhafte Verklammerung der Deckwerkssteine erreicht. Die wirkenden Kräfte werden dann nicht mehr durch das Steingewicht, sondern durch das Verbundsystem aufgenommen.

Vollvergossenes Deckwerk im Altenbrucher Bogen Vollvergossenes Deckwerk im Altenbrucher Bogen Vollvergossenes Deckwerk im Altenbrucher Bogen, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Eine Bauweise für schwere Wellenbelastungen ist ein geschlossenes Rauhdeckwerk aus höhenversetzt angeordneten Setzsteinen. Durch den Höhenversatz der Deckwerksteine wird die Wellenauflaufhöhe verringert: Die Rauheit der Deckwerksoberfläche verlangsamt die Fließgeschwindigkeit des vom Deckwerk ablaufenden Wassers. Beim Auftreffen eines Sturzbrechers, also einer brechenden Welle, deren Wellenkamm in Uferrichtung überschlägt, trifft die Welle auf ein Wasserpolster aus rücklaufendem Wasser. Dadurch kommt es zu starken Turbulenzen, die die Wellenenergie und die Wellenauflaufhöhe verringern.

Bei der geschlossenen Bauweise muss das Deckwerk ausreichend schwer sein, um nicht durch Kräfte beschädigt zu werden, die bei hohem Grundwasserspiegel von unten auf das Deckwerk wirken. Auf dem Bild ist der untere Teil als geschlossenes Rauhdeckwerk aus Setzsteinen und der obere Teil als vollvergossenes Schüttsteindeckwerk ausgebildet.

Rauhdeckwerk aus Setzsteinen Rauhdeckwerk aus Setzsteinen Rauhdeckwerk aus Setzsteinen, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Buhnen


Die Buhnen des WSA Elbe-Nordsee sind in erster Linie Bauwerke für den Uferschutz und zur Lenkung von Strömung und Sediment. Sie unterscheiden sich dadurch von Flussbuhnen im Binnenland, deren Hauptaufgabe es ist, den Wasserstand für die Schifffahrt zu stützen. Außerdem sind die Buhnen des WSA Elbe-Nordsee, da sie im Tidebereich liegen, im Regelfall rechtwinklig zum Ufer angeordnet. Auch dies ist ein Unterschied zu Flussbuhnen im Binnenland, die oft inklinant, also etwas stromaufwärts gerichtet sind, um bei Überströmung das Wasser zur Flussmitte zu lenken.


Im Bereich des WSA Elbe-Nordsee befinden sich über fünfhundert Buhnen, davon 361 an der Elbe, 80 an der Stör, 38 an der Pinnau, 15 an der Oste, 11 an der Krückau und 14 in der Nordsee als Schutzbuhnen am Kugelbake-Leitdamm.

Unterhaltungsarbeiten an einer Buhne Unterhaltungsarbeiten an einer Buhne Unterhaltungsarbeiten an einer Buhne (Braaker Stack Nr. 5), Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Eine der bedeutendsten Buhnen des WSA Elbe-Nordsee ist das Glameyer Stack. Es wurde im Jahr 1823 zum Schutz des Elbufers im Altenbrucher Bogen gebaut. Die Länge des Glameyer Stacks beträgt 265 m. Damit die Schifffahrt sicher an dem Bauwerk vorbei fahren kann, ist das Glameyer Stack durch eine Leuchtbake gekennzeichnet. Das Glameyer Stack ist eine Hakenbuhne: am Buhnenkopf befinden sich eine nach Oberstrom gerichtete hakenförmige Abzweigung, im Bild rechts.

Glameyer Stack Glameyer Stack Glameyer Stack, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Leitdämme


Leitdämme sind Bauwerke, die je nach ihrer Lage der Ufersicherung, strombaulichen Zielen oder beidem zugleich dienen. Das größte derartige Bauwerk des WSA Elbe-Nordsee ist der Kugelbake-Leitdamm mit über 10 Kilometern Länge. Er führt in einem Bogen von der Kugelbake aus entlang der Elbe in Richtung Neuwerk. Der Kugelbake-Leitdamm dient dazu, den küstenparallelen Sandtransport, der von Holland kommend nach Osten und ab der Elbmündung nach Norden verläuft, vor dem Elbfahrwasser abzufangen und dadurch zum Erhalt der schiffbaren Tiefe der Außenelbe beizutragen.

Kugelbake-Leitdamm Kugelbake-Leitdamm Kugelbake-Leitdamm, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Holzpfahlwände


In sehr engen Wasserstraßen wie der Este, Lühe und Schwinge reicht der Platz nicht für flächenhafte Uferschutzbauwerke. Um die schar liegenden, das heißt direkt an das Flussufer grenzenden Deiche vor Ufererosion zu schützen, kommen Holzpfahlwände zum Einsatz. Die Holzpfähle werden mit einer Vibrationsramme eingerüttelt. Anschließend werden die Holzpfähle mit verbolzten Zangenhölzern ausgerichtet und mit Erdankern im Baugrund verankert.

Einrütteln einer Holzpfahlwand Einrütteln einer Holzpfahlwand Einrütteln einer Holzpfahlwand, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Einbau der Erdanker Einbau der Erdanker Einbau der Erdanker, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Landseitig von der Holzpfahlwand wird ein geschüttetes Deckwerk oder –bei größerer Wellenbelastung– ein Deckwerk aus Steinkammermatten gebaut. Steinkammermatten sind vorgefertigte 2 x 2 m große Netze, die mit Steinen gefüllt werden. Der Einbau erfolgt mit einer Traverse an einem Baggerausleger. Landseitig von den Steinkammermatten werden vorkultivierte Gräsermatten verlegt.

Einbau von Steinkammermatten Einbau von Steinkammermatten Einbau von Steinkammermatten, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Holzbohlwerke und Stahlspundwände


Wenn direkt am Ufer Bebauung besteht und kein Platz für flächenhafte Ufersicherungen vorhanden ist, erfolgt die Ufersicherung mit Holzbohlwerken oder Stahlspundwänden. Bei Holzbohlwerken hat sich als Material Bongossi bewährt, ein besonders hartes und schweres Holz mit hoher Beständigkeit gegen Pilze, Insekten und die Schiffsbohrmuschel. Nach Möglichkeit werden die Holzbohlwerke bzw. Stahlspundwände vibrationsarm eingebracht, um Schäden an der umliegenden Bebauung zu vermeiden. Die Verankerung im Erdreich erfolgt durch Verpressanker.

Herstellung eines Holzbohlwerkes Herstellung eines Holzbohlwerkes Herstellung eines Holzbohlwerkes, Quelle: WSA Elbe-Nordsee

Setzen der Rammschablone Setzen der Rammschablone Setzen der Rammschablone für das Herstellen einer Stahlspundwand, Quelle: WSA Elbe-Nordsee


Eine Besonderheit bei der Arbeiten auf den Nebenflüssen der Elbe ist, dass sie unter begrenzten Platzverhältnisses ausgeführt werden müssen. Landseitig sind die Baustellen wegen enger Bebauung, Obstkulturen, steiler Deiche und Boden mit geringer Tragfähigkeit kaum zu erreichen. Die Baustelle ist dann nur per Schiff zu erreichen. Deswegen muss der Arbeitsablauf sorgfältig vorbereitet werden.


Nur an wenigen Stellen im Fluss gibt es die Möglichkeit zu wenden oder ein Schiff über Nacht oder am Wochenende liegen zu lassen. Die Fahrt zur Baustelle und zurück und alle Materialtransporte müssen unter Berücksichtigung des Tidekalenders so geplant werden, dass das Schiff einerseits genug Wassertiefe hat um den Fluss zu befahren und sicher durch enge Kurven zu manövrieren, andererseits der Wasserstand nicht zu hoch ist, damit das Schiff unter den Brücken hindurchfahren kann. Zugleich muss sichergestellt sein, dass die Strömung des Flusses gegen die Fahrtrichtung verläuft, damit das Schiff manövrierfähig bleibt.

Arbeiten im engen Baufeld Arbeiten im engen Baufeld Arbeiten im engen Baufeld, Quelle: WSA Elbe-Nordsee