WASSERSTRASSE
Wasserstraßen sind wichtige Verkehrswege für den Transport von Gütern und Personen, da sie eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zum Straßen- und Schienenverkehr bieten. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Wirtschaft, indem sie den Handel erleichtern und die Anbindung von Binnenregionen an Seehäfen ermöglichen.
Die Funktionsfähigkeit von Wasserstraßen hängt von mehreren Faktoren ab, darunter eine ausreichende Wassertiefe und -breite, um den Schiffsverkehr zu gewährleisten, sowie die regelmäßige Instandhaltung, um Hindernisse wie Sedimentablagerungen zu vermeiden. Funktionierende Wasserbauwerke wie Buhnen, Schleusen und andere Infrastrukturkomponenten sind ebenfalls entscheidend, um einen reibungslosen und sicheren Transport zu ermöglichen und gleichzeitig die Hochwassersicherheit angrenzender Siedlungsgebiete zu gewährleisten.
Technische Maßnahmen zur Optimierung der Schifffahrtsverhältnisse, insbesondere bei niedrigen Wasserständen in der Fahrrinne, umfassen vor allem Leitwerke und Buhnen. Leitwerke lenken die Strömung in die gewünschte Richtung, während Buhnen die Strömung in die Flussmitte konzentrieren und dadurch den Wasserstand erhöhen.
Digitale Wasserstraße
Die Positionen aller Schiffe auf der Donau werden permanent über das System DoRIS (Donau River Information Services) elektronisch erfasst und auf einer elektronischen Binnenschifffahrtskarte, der Inland-ECDIS, dargestellt. Dies erfolgt durch den gezielten Einsatz von Satellitenortung, Datenfunk und angepasster Visualisierungstechnologie. Die Analyse der dabei generierten Daten zeigt, inwieweit die markierte Schifffahrtsstraße eingehalten wird oder ob Anpassungen an ihrem Verlauf erforderlich sind. Dadurch wird die Verkehrssicherheit auf der Donau erhöht.
Wasserstraßenmonitoring
Das Monitoring von Wasserstraßen ist von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit und Effizienz des Schiffsverkehrs zu gewährleisten. Eine kontinuierliche Überwachung der Fahrwassertiefen ist notwendig, um eine minimale Flottwassertiefe sicherzustellen und Grundberührungen von Schiffen zu verhindern. Auch die Morphologie der Wasserstraßen, also die Form und Struktur des Flussbetts, muss regelmäßig untersucht werden, da Veränderungen durch Erosion oder Sedimentation die Navigierbarkeit erheblich beeinträchtigen können.
Der durch vorbeifahrende Schiffe erzeugte Wellenschlag kann Uferbereiche und Bauwerke beschädigen, weshalb seine Auswirkungen genau beobachtet und, wenn nötig, reguliert werden müssen. Numerische Modelle spielen hierbei eine zentrale Rolle, da sie komplexe hydrodynamische Prozesse simulieren und Vorhersagen über zukünftige Veränderungen ermöglichen.
Wasserbau zur Optimierung der Schifffahrtsverhälnisse
In ihrer traditionellen Konstruktionsart weisen Buhnen eine inklinante oder orthogonale, gerade Form auf, um die Strömung vom Ufer wegzulenken. In jüngerer Zeit werden jedoch zunehmend deklinante oder gekrümmte Buhnen konstruiert, um gezielt und kontrolliert Erosion an den Uferbereichen zuzulassen. Dadurch können ein bestehendes Sedimentdefizit im Flusslauf ausgeglichen und gleichzeitig die ökologischen Rahmenbedingungen im Uferbereich verbessert werden.
Die Gestaltung von Wasserbauwerken hat einen erheblichen Einfluss auf die Strömung und den Sedimenttransport in Flüssen. Eine sorgfältige Planung und Optimierung ist daher notwendig, um sowohl die gewünschten ökologischen als auch die ingenieurtechnischen Ziele zu erreichen.
Flexible Infrastruktur in der Wasserstraße
Historisch gesehen kam in Wien am Standort Nussdorf bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine Art flexibler Infrastruktur zum Einsatz. Bei Hochwasser wurde am Beginn des Donaukanals ein Schwimmtor quergestellt, um den Eintrag von Treibeis in die Stadt zu verhindern. Dieses Konzept wird heute zeitgemäß wieder aufgegriffen, da im modernen Wasserbau Eingriffe möglichst minimal gehalten werden sollen, während sie gleichzeitig ihren Zweck erfüllen. Hintergrund hierfür ist das an vielen Flüssen aus dem Gleichgewicht geratene Sedimenthaushalt.
Ein modernes Sedimentmanagement dient sowohl der Hochwassersicherheit als auch der Verbesserung der Schifffahrt und der Ökologie. Es erfordert jedoch auch kostspielige Instandhaltungs- und Wasserbaumaßnahmen. Eine gängige Maßnahme zur Gewährleistung der notwendigen Fahrwassertiefen in Wasserstraßen sind Niederwasserregulierungen mittels Buhnen. Diese konzentrieren das Wasser bei niedrigen Durchflüssen im Hauptstrom. Bei höheren Durchflüssen können sie jedoch kontraproduktiv wirken. Auch die Bereiche entlang der Wasserstraße, die infrastrukturelle Maßnahmen erfordern (z. B. Anlandungsbereiche), können variieren.
Viadonau versucht daher, flexible Infrastrukturelemente in ihr modernes Wasserstraßenmanagement zu integrieren. Das IWA unterstützt diese Bemühungen durch Begleitforschung, etwa durch Monitoring vor Ort, um direkte Effekte sichtbar zu machen, sowie durch den Aufbau numerischer und physischer Modelle, die eine Variantenplanung ermöglichen.
