Vertieferarbeit - Alternative technisch-biologische Ufersicherungen ...

Theoretische Grundlagen
Einfluss mit abnehmendem Abstand zur Sohle exponentiell zu und wirkt gegenüber
Lockergestein sehr erosiv (BAW, 1993).
Tiefenmäßig beschränktes und seitlich unbeschränktes Fahrwasser
Bei tiefenmäßig beschränktem aber seitlich unbeschränktem Fahrwasser sind nur die
Strömungen aus dem primären Wellenbild und dem Schraubenstrahl von Bedeutung.
Durch diese Strömungen findet in der Fahrspur eine Verlagerung des Sediments zu
beiden Seiten statt. Bei einspurigem Schiffsverkehr bildet sich dadurch eine Vertiefung
in der Hauptfahrrinne, bei zweispurigem Verkehr in jeder Fahrspur aus. Zwischen den
beiden Fahrrinnen wird dabei das Sediment stärker abgelagert.
Unter der vereinfachten Annahme eines unendlich breiten, flachen Unterbodens
des Schiffes kann von einer gleichmäßigen Verteilung der Strömung
zwischen Gewässersohle und Schiffsboden ausgegangen werden. Die mittlere
Rückströmungsgeschwindigkeit des verdrängten Wassers kann dann annähernd
proportional zur Schiffsgeschwindigkeit nur in entgegengesetzter Richtung angenommen
werden.
In der Realität hat man es jedoch mit im Verhältnis zur Gewässerbreite schmalen
Schiffsunterböden sowie mit unterschiedlichen Rauheiten an der Schiffsaußenhaut
und an der Gewässersohle zu tun. Im Gegensatz zum Modell des unendlich breiten
Schiffskörpers ist die Rückströmung nicht gezwungen, komplett unter dem Schiff
entlangzuströmen. Die Stromfäden können auch seitlich ausweichen und somit den
größeren Querschnitt ausnutzen. Dabei ist die Rückströmungsgeschwindigkeit nicht
gleichmäßig über die Breite des Rückströmungsfeldes verteilt. Das Geschwindigkeitsmaximum
liegt direkt an der Außenhaut des Schiffes und nimmt mit zunehmender
Entfernung vom Schiff in Richtung Ufer ab (OEBIUS, 2000).
2.4.7 Windwellen
Windwellen entstehen durch tangentiale Schubspannungen, die vom Wind auf die
Oberfläche des Wassers übertragen werden. Die Größe dieses Impulses und dadurch
die Eigenschaft einer Windwelle hängt von vielen Faktoren wie z.B. der Dauer der
Windeinwirkung (Ausreifzeit), der Streichlänge (Strecke, auf der Wind angreift) oder
der Windgeschwindigkeit ab. Die Wellen werden umso größer, je stärker der Wind
oder je länger seine Streichlänge ist.
In breitenbegrenzten Gewässerbereichen, wie es in der Binnenschifffahrt überwiegend
der Fall ist, übernimmt eine ausgebildete Ufervegetation neben der
Böschungssicherung noch zusätzlich die Aufgabe des Windschutzes. Baumreihen am
Ufer halten Querwinde ab, die das Fahrverhalten von Schiffen erheblich beeinflussen
können.
Der windstille Bereich, der sich auf der Leeseite der Baumreihen ausbildet, verkürzt
die effektive Streichlänge um einen Betrag, der dem 20 bis 30-fachen der Baumhöhe
entspricht. Je nach Höhe und Dichte des Windschutzstreifens und des Winkels, mit
dem der Wind auf den Uferstreifen trifft, wird die Wellenbildung so stark reduziert,
dass sie in diesem Bereich vernachlässigt werden kann.
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