Uferbefestigung bezeichnet alle Maßnahmen, mit denen die Ufer und Böschungen von Fließ- und Stillgewässern gegen Erosion durch Strömung, Wellenschlag, Eisgang und schwankende Wasserstände gesichert werden. Ziel ist es, Uferabbrüche, Seitenerosion und Unterspülungen von Bauwerken, Wegen und Leitungen zu verhindern, ohne die ökologische Funktion des Gewässers mehr als nötig einzuschränken. Die Bemessung stützt sich auf hydraulische Kenngrößen wie Fließgeschwindigkeit und Schleppspannung, die Wahl der Bauweise auf Beanspruchung, Baugrund und Gewässertyp. Rechtlicher Rahmen ist das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) mit den Landeswassergesetzen; an Bundeswasserstraßen sind zusätzlich die Merkblätter der Bundesanstalt für Wasserbau maßgebend. Naturnahe und technische Bauweisen werden zunehmend kombiniert.
Belastungen: Strömung, Schleppspannung und Wellenschlag
Die hydraulische Beanspruchung eines Ufers wird bei Fließgewässern vor allem über die Schleppspannung beschrieben, also die Schubspannung, die das strömende Wasser auf Sohle und Böschung ausübt. Vereinfacht ergibt sie sich aus Dichte des Wassers, Erdbeschleunigung, hydraulischem Radius und Energieliniengefälle. Jede Bauweise besitzt eine Grenzschleppspannung, oberhalb derer sie versagt; dieser Wert ist dem Bemessungsabfluss gegenüberzustellen, wobei an Böschungen eine Abminderung gegenüber der Sohle zu berücksichtigen ist.
In Krümmungen, an Einengungen, Brückenpfeilern und Durchlassausläufen ist die Beanspruchung örtlich deutlich erhöht. Hinzu kommen Wellenschlag durch Wind und Schifffahrt, schneller Wasserspiegelabfall mit Porenwasserüberdruck in der Böschung, Eisgang und Treibgut. Für die Bemessung ist daher nicht allein der Mittelwasserabfluss maßgebend, sondern ein festgelegtes Hochwasserereignis sowie die ungünstigsten Lastkombinationen. Eine Uferbefestigung, die oberflächlich stabil erscheint, kann durch Ausspülung von Feinkorn unter der Deckschicht oder durch Kolkbildung am Fuß versagen.
Bauweisen der Uferbefestigung
Die Bauweisen reichen von rein technischen Deckwerken bis zu naturnahen ingenieurbiologischen Lösungen; häufig werden sie über die Böschungshöhe kombiniert:
| Bauweise | Aufbau | Beanspruchbarkeit | Ökologische Wirkung |
|---|---|---|---|
| Steinschüttung, Deckwerk | Wasserbausteine nach DIN EN 13383 auf Filterschicht | hoch, verformungstolerant | mittel, Lückensystem als Lebensraum |
| Gabionen und Steinmatratzen | mit Steinen gefüllte Drahtkörbe bzw. flache Matratzen | hoch, flexibel bei Setzungen | mittel, begrünbar |
| Ingenieurbiologische Bauweisen | Weidenspreitlage, Faschinen, Röhrichtpflanzungen | gering bis mittel, steigt mit Bewuchs | hoch |
| Erosionsschutzmatten mit Begrünung | Geomatte oder Kokosmatte mit Ansaat | gering bis mittel | hoch nach Etablierung |
| Kombinierte Bauweise | Steinfuß, darüber Matte und Bepflanzung | abgestuft nach Wasserstandsbereich | hoch bei technisch gesichertem Fuß |
Bei der Zonierung wird der ständig benetzte Bereich meist technisch gesichert, die Wasserwechselzone mit robusten Matten oder Steinmatratzen und der nur bei Hochwasser überströmte Bereich ingenieurbiologisch. Ingenieurbiologische Bauweisen erreichen ihre volle Belastbarkeit erst nach dem Anwachsen, was im Bauablauf zu berücksichtigen ist.
Filterstabilität und Kolkschutz
Unter jeder Deckschicht muss verhindert werden, dass Bodenkörner durch die Hohlräume ausgespült werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Filter, entweder als gestufter Kornfilter oder als geotextiler Filter aus Vliesstoff. Ein Geotextilfilter muss mechanisch filterwirksam sein, also Bodenteilchen zurückhalten, und hydraulisch filterwirksam, also deutlich durchlässiger als der Boden sein, damit sich kein Wasserdruck unter der Deckschicht aufbaut. Maßgebliche Kennwerte sind die charakteristische Öffnungsweite und die Wasserdurchlässigkeit normal zur Ebene. Zusätzlich muss das Geotextil robust genug sein, um das Abkippen von Wasserbausteinen ohne Beschädigung zu überstehen.
Der Böschungsfuß ist der kritischste Punkt jeder Uferbefestigung. Strömung und Wirbel erzeugen dort Kolke, die die Deckschicht von unten unterspülen. Gesichert wird der Fuß durch eine Einbindung unter die zu erwartende Kolktiefe, durch eine Fußvorlage aus Wasserbausteinen, die bei Kolkbildung nachrutscht, oder durch flexible Steinmatratzen, die sich der Sohle anpassen. Besonders an Durchlassausläufen und Brückenwiderlagern ist der Kolkschutz gesondert zu bemessen.
Rechtlicher Rahmen und Planung
Eine Uferbefestigung ist ein Eingriff in das Gewässer und unterliegt dem Wasserrecht. Bei der Planung sind insbesondere folgende Punkte zu klären:
- Einordnung als Gewässerunterhaltung oder Gewässerausbau nach WHG; ein Ausbau bedarf in der Regel einer Planfeststellung oder Plangenehmigung
- Bewirtschaftungsziele nach WHG und Wasserrahmenrichtlinie, insbesondere Verschlechterungsverbot und Durchgängigkeit
- Naturschutzrechtliche Eingriffsregelung, Schutzgebiete und Bauzeitenfenster wegen Laich- und Brutzeiten
- Hydraulische Nachweise: Bemessungsabfluss, Wasserspiegellagen, Auswirkungen auf Hochwasserabfluss und Retentionsraum
- Unterhaltungsträger, Zugänglichkeit und Kontrollintervalle nach Hochwasserereignissen
Wasserbehörden bevorzugen zunehmend naturnahe oder kombinierte Bauweisen und verlangen, dass rein technische Deckwerke auf die hydraulisch hoch beanspruchten Abschnitte beschränkt werden. Eine frühe Abstimmung mit der Unteren Wasserbehörde vermeidet Umplanungen. Für die Dokumentation sind Bestandsaufnahme, hydraulische Berechnung und Pflegekonzept von Beginn an mitzuführen. Nach größeren Hochwassern sind Fußsicherung, Filterlage und Bewuchs gezielt zu kontrollieren und Schäden zeitnah zu beheben.
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Für die konstruktive Ufersicherung stehen Gabionen und Steinmatratzen zur Verfügung, für begrünbare Abschnitte Geomatten und als Filterlage unter Deckwerken Vliesstoffe. Die Glossareinträge zum Erosionsschutz, zu Gabionen, zum Filtervlies und zum Hochwasserschutz vertiefen die angrenzenden Themen.
Häufige Fragen zur Uferbefestigung
Welche Uferbefestigung ist die richtige?
Die Wahl hängt von der hydraulischen Beanspruchung, dem Baugrund, dem verfügbaren Platz und den ökologischen Anforderungen ab. An stark beanspruchten Abschnitten wie Prallufern, Durchlassausläufen oder Brückenpfeilern sind Steinschüttungen, Gabionen oder Steinmatratzen üblich. Bei geringer Strömung genügen häufig ingenieurbiologische Bauweisen. Oft wird kombiniert: technisch gesicherter Fuß, darüber Begrünung. Die hydraulische Bemessung legt fest, welche Bauweise in welchem Abschnitt ausreicht.
Was ist die Schleppspannung bei der Uferbefestigung?
Die Schleppspannung ist die Schubspannung, die strömendes Wasser auf Sohle und Böschung ausübt. Sie wird vereinfacht aus Wasserdichte, Erdbeschleunigung, hydraulischem Radius und Gefälle berechnet. Für jede Bauweise ist eine Grenzschleppspannung bekannt, die nicht überschritten werden darf. In Krümmungen und an Einengungen liegt die örtliche Beanspruchung deutlich über dem Mittelwert des Querschnitts und ist dort gesondert anzusetzen.
Braucht man unter Wasserbausteinen ein Geotextil?
Ja, sofern kein gestufter Kornfilter vorgesehen ist. Ohne Filter wird Feinkorn aus dem Boden durch die Hohlräume der Steinschüttung ausgespült, die Deckschicht sackt nach und versagt. Ein geotextiler Filter muss Boden zurückhalten, gleichzeitig ausreichend wasserdurchlässig sein und robust genug, um das Aufbringen der Steine ohne Beschädigung zu überstehen. Bei großen Fallhöhen ist ein besonders robustes Produkt zu wählen.
Ist eine Uferbefestigung genehmigungspflichtig?
In der Regel ja. Maßnahmen am Ufer berühren das Wasserrecht; je nach Umfang handelt es sich um Gewässerunterhaltung oder um einen Gewässerausbau nach WHG, der eine Planfeststellung oder Plangenehmigung erfordert. Zuständig ist meist die Untere Wasserbehörde. Hinzu kommen naturschutzrechtliche Anforderungen, weshalb eine frühzeitige Abstimmung vor der Ausführungsplanung empfehlenswert ist. Bauzeitenfenster sind dabei mitzuplanen.