Unter natürlichen Abflussbedingungen treten im Oberlauf der Bäche und Flüsse die höchsten Fließgeschwindigkeiten und Schleppspannungen auf. Durch vielfältigste wasserbauliche Veränderungen treten aber auch in anderen Abschnitten Uferabschnitte auf, die starken hydraulischen Belastungen unterliegen.
Die Ursachen hierfür können z. B. erhöhte Schleppspannungen durch Flussbegradigungen oder Wellen aus der Schifffahrt sein. Zur Sicherung dieser besonders beanspruchten Ufer werden im Wasserbau Deckwerke verwendet. Sie schützen das Ufer vor den mechanischen Belastungen durch Windwellen und Wellen vorbeifahrender Schiffe.
Bei einer Vorbeifahrt eines Schiffes ist an der Uferböschung ein rasches Absinken des Wasserspiegels zu beobachten (sog. Absunk). Das Deckwerk muss den daraus resultierenden Wasserdruck in der Uferböschung aufnehmen und ableiten können.
Daneben hat ein Deckwerk das Ufer gegen den Wellenschlag (sog. Schwall) zu schützen. Je nach Gewässerart und Belastungsstufe werden unterschiedliche Deckwerkstypen unterschieden.
Fließgewässer – Starke Belastung
Mitteleuropa verfügt über ein dichtes Netz bedeutender, künstlicher Wasserstraßen an denen der Belastung aus der Berufsschifffahrt eine große Rolle zukommt: Im Zuge von Unterhaltungsarbeiten an einem Kanal soll ein altes Steindeckwerk aufgenommen und ersetzt werden. Die alte Steinschüttung ist für den gestiegenen Schiffsverkehr zu leicht und nicht ausreichend dick gewesen. Aufgrund der relativ geringen Breite des Kanals (bes. beim Begegnungsverkehr und in Kurven) und der steilen Böschung (1 : 2) ist eine offene Steinschüttung in ausreichender Dicke nur schwer zu realisieren. Darüber hinaus wird für das neue Deckwerk eine ökologisch günstige Variante angestrebt.
- Fließgeschwindigkeit
Die Fließgeschwindigkeit liegt über 1 m / s. Die Schleppspannung erreicht Werte, bei denen auch größere Steine und Geröll transportiert werden. Entsprechende Belastungen können an Kanälen zeitweilig durch Wellenschlag auftreten. - Böschungsneigung
Die Böschungsneigung ist steiler als 1 : 3. - Böschungsfuß
Der Böschungsfuß muss gesichert werden, um Auskolkungen zu vermeiden. - Substrat
Bei Gebirgsbächen sind hauptsächlich gröbere Körnungen zu finden. An schiffbaren Gewässern besteht die Sohle meist aus einer gemischten Körnung. Die Ufer sind hier mit Deckwerken gesichert. - Bewuchs
Ein Bewuchs mit Stauden und Gehölzen unterhalb der Mittelwasserlinie ist nicht mehr möglich. - Schifffahrt
Zu beachten sind sowohl die Berufsschifffahrt als auch der Sportbootverkehr. Durch den entstehenden Sog und Druck sind vor allem die Ufer sehr stark beansprucht.
Die für diesen Bereich eingesetzten Bauweisen leiten zu den rein technischen Verbauvarianten des schweren Wasserbaus über.
- Röhrichtwalze (nur in Kombination mit anderen Techniken)
- Weidenspreitlage
- Steinwalze
- Steinschüttung
- Röhricht-Gabione
- Steinmatratze und Schottermatratze
Kanalufer
In Mitteleuropa gibt es viele schiffbare Kanäle. Deren Querschnitt ist im Vergleich zu dem der sie befahrenden Schiffe viel kleiner als der eines Flusses. An diesen Kanälen kommt dem Squat-Effekt eine besondere, die Sohle und die Uferböschungen beanspruchende Bedeutung zu, die im Folgenden kurz erläutert werden soll.
Bei einer Vorbeifahrt eines Schiffes ist an der Uferböschung mit dem Bugstau ein kurzzeitiges Ansteigen (Bugwelle) des Wasserspiegels festzustellen. Während des darauf folgenden Absunks strömt das vom Schiffskörper verdrängte Wasser mit hoher Geschwindigkeit heckwärts. Der plötzliche Absunk stellt eine große Belastung für die Uferböschungen und ihre Befestigung dar (Gefahr des Abgleitens des Deckwerks). Der am Heck wieder abgebremste Wasserstrom türmt sich hier zur Heckwelle auf, die als Schwall das Ufer erneut mechanisch beansprucht. Dieser hier vereinfacht dargestellte Vorgang wird in der „Squat“ bezeichnet. Der Begriff kommt aus dem Englischen und bedeutet „Hinhocken“ oder „Niederkauern“, da durch den im Zuge des Absunks unter dem Schiff erzeugten Unterdruck bei zu geringer Kielfreiheit die Gefahr einer Grundberührung besteht.
Die mit einem Deckwerk befestigte Uferböschung muss den aus dem Squat resultierenden, wechselnden Wasserdruck aufnehmen und ableiten können. Daneben hat ein Deckwerk das Ufer gegen den Wellenschlag (sog. Schwall) zu schützen.