Als Wasserbau werden Maßnahmen, technische Eingriffe und Ingenieurbauwerke im Bereich des Grundwassers, der Oberflächengewässer und der Meeresküsten bezeichnet. Heute weniger gebräuchlich ist die Bezeichnung Hydrotechnik für dieses Fachgebiet.
Auf Basis des Grundbaus nimmt der Wasserbau ober- und unterirdische Eingriffe am Gelände sowie an Gewässern vor und schafft Wasserbauwerke in Form von kleinen bis größeren technischen Anlagen.
Übersicht Grundlage des Wasserbaus ist die Wasserwirtschaft mit dem Wassermanagement, damit eine langfristige und nachhaltige Verwaltung und Nutzung der Ressource Wasser erfolgen kann. Darin wird mit der Siedlungswasserwirtschaft die Wasserversorgung für Trink- und Brauchwasser sowie die Abwasserableitung und -reinigung sichergestellt. Gewässerausbau und Flussbau als weitere Kerngebiete befassen sich mit der Gewässerunterhaltung, mit der Gewässerqualität und dem Hochwasserschutz.
Der landwirtschaftliche Wasserbau unterstützt die landwirtschaftliche Produktion durch Einrichtungen und Maßnahmen zur Verbesserung der Bodenbewirtschaftung durch Entwässerung und Bewässerung.
Der Verkehrswasserbau mit dem Küsteningenieurwesen nutzt die Binnen- und Küstengewässer für den Schiffstransport durch Hafen-, Kanal- und Küstenschutzbauwerke. Die Energie des Wassers wird im Energiewasserbau erschlossen durch Stauanlagen, Wasserkraftanlagen und Speicherbecken.Theodor Strobel, Franz Zunic: Wasserbau: aktuelle Grundlagen – neue Entwicklungen. Springer Verlag, Berlin 2006, ISBN 3-540-22300-2.
Die vielfältigen Arbeitsfelder des Wasserbaus lassen sich anhand der Aufgaben und Zielsetzungen untergliedern: beobachtende und analysierende Fachbereiche: Hydrologie, Wassermengenwirtschaft (dabei besonders Grundwasser), (in fachlicher Verbindung zur Meteorologie, Geologie und Geographie), schützende und erhaltende Fachbereiche: Trinkwasser- und Grundwasserschutz, Hochwasser- und Küstenschutz, Gewässerunterhaltung und -ausbau (in fachlicher Verbindung zur ÖkologieMichael Hütte: Ökologie und Wasserbau – Ökologische Grundlagen von Gewässerverbauung und Wasserkraftnutzung. Parey-Buchverlag, Berlin 2000.), wasserversorgende Fachbereiche: Wasserversorgung mit Trinkwassergewinnung und -aufbereitung, Siedlungswasserbau mit Trinkwasserversorgung und Abwasserreinigung (in fachlicher Verbindung zur Mikrobiologie, Biochemie, Umwelt- und Verfahrenstechnik), infrastrukturbildende Fachbereiche: Verkehrswasserbau mit Kanal-, Schleusen- und Hafenbau und den zugehörigen Küstenschutzmaßnahmen (in enger Verbindung zum Erd- und Grundbau).
Die Fachrichtungen des Wasserbaus greifen als Teil des Bauingenieurwesens auf die grundlegenden ingenieurtechnischen Berechnungs- und Planungsmethoden zurück. Die Grundlagen für die Beurteilung der ober- und unterirdischen Wassermengen werden mit Methoden der Hydrologie erfasst, zu denen die Hydrometrie und die Gewässerkunde gehören. Dieses Fachgebiet ist eng mit der Meteorologie, Geologie und Geographie verbunden.
Besondere Bedeutung für den Wasserbau haben die hydraulischen Berechnungsverfahren für Wasser in Ruhe (Fluidstatik) und in Bewegung (Fluiddynamik). Diese rechnerischen Methoden werden ergänzt durch ein ausgeprägtes wasserbauliches Versuchswesen, insbesondere zur Erkundung grundlegender hydraulischer Vorgänge, zur Erkundung von Abflussverhältnissen in vielgliedrigen Flusssystemen und an Hafenanlagen sowie zur Erkundung der Dynamik von Meereswellen, da sich diese Vorgänge der rein mathematisch-analytischen Beurteilung verschließen. Diese physischen Modellierungen werden ergänzt bzw. mittlerweile ersetzt durch computergestützte Modellierungen, die in den letzten Jahren mit fortschreitender Leistungsfähigkeit von Großrechneranlagen möglich wurden.
Wortkombinationen mit dem Bestandteil Hydro- kennzeichnen den Zusammenhang mit Wasser (vom altgriechischen Wort ὕδωρ (hydōr) für Wasser). In der fachtechnischen Anwendung sind Kombinationen beispielsweise als Hydrologie oder Hydraulik gebräuchlich. Mit Hydrotechnik wird auch der Wasserbau gekennzeichnet, allerdings ist die fachtechnische Verwendung wenig gebräuchlich geworden.Josef R. Ritter Lorenz von Liburnau: Was thut dem Wasserbau noth? Vorschläge für den Fortschritt der Hydrotechnik in Lehre und Dienstorganisation. Faesy & Frick–Verlag, Wien 1879. Weitere Wortkombinationen mit Hydro sind von Firmen zur Namensgebung genutzt worden, um eigene Tätigkeitsschwerpunkte in der Wasserwirtschaft zu kennzeichnen (Hydrotech, Hydrotechnik). Im englischsprachigen Raum sind Wortkombinationen mit Hydro fachtechnisch weiter verbreitet und vor allem im Bereich der Energieerzeugung geläufig.
Geschichtliche Entwicklung Die heutigen Hauptrichtungen des Wasserbaus haben sich mit der Siedlungsgeschichte des Menschen entwickelt: Zeugnisse für wasserbauliche Maßnahmen sind daher in allen Kulturkreisen der Erde zu finden. Die ersten größeren menschlichen Ansiedlungen und Städte in Europa um 3000 v. Chr. führten zu einem Wasserbedarf, der nur durch künstliche Eingriffe in den natürlichen Wasserkreislauf gedeckt werden konnte. Dazu wurden die ersten Talsperren als Speicher in Mulden und Tälern aus Erddämmen angelegt, die der Wasserversorgung der Siedlungen und der Bewässerung dienten. Zur Bewässerung sollen schon 600 v. Chr. technische Systeme in den hängenden Gärten von Babylon eingesetzt worden sein.
Die Bewässerungslandwirtschaft hat ebenfalls frühe Zeugnisse von wasserbaulichen Tätigkeiten mit Speichern, Zuleitungskanälen und Regelungsbauten hinterlassen. Die Siedlungen waren außerdem – besonders in Flussnähe – vor Hochwasser zu schützen. Ein frühes Beispiel ist der Hochwasserschutz an der Stadt Tiryns auf dem Peloponnes um ca. 2000 v. Chr.Günther Garbrecht: Wasserbauten im Königreich Urartu, 9. bis 7. Jahrhundert vor Christus, Schriften der Deutschen Wasserhistorischen Gesellschaft e. V., Band 5, Siegburg 2004, ISBN 3-8334-1502-9.
Mit zunehmendem Handel und Fischfang waren Aufgaben des Hafenbaus und des Küstenschutzes zu lösen. Frühzeitig wurde auch die Nutzung des Wassers als Energieträger durch den Bau von Mühlen erschlossen. Eine besondere Bedeutung kam wasserbaulichen Maßnahmen im Bergbau zu – sowohl bei der Entwässerung der Gruben als auch bei der Energieversorgung zu. Wasserbauliche BauwerkeWasserbauliche Grundlagenv. Chr.v. Chr.ab ca. 5000Haus- und Brauchwasserversorgung (Fischerei, Transport, Erholung)ca. 3200 Talsperre Jawa (Jordanien) zur Trinkwasserspeicherungca. 3100 System von Dämmen, Kanälen und Wasserreservoirs im Jangtse-Delta als Hochwasserschutz und zur Bewässerung in der chinesischen Liangzhu-Kulturca. 2600 Bau der Talsperre Sadd-el-Kafara in Ägypten für den Hochwasserschutzca. 1600 Schifffahrtskanal am 1. Nilkatarakt1055 Abwasserleitungen in Jerusalem5. Jh.Han-Kanal, erste Teile des bis heute in Betrieb befindlichen Kaiserkanals, China427–347Platon: Wasserkreislauf, Erosion, Sedimentationca. 200 Trinkwassersystem mit Druckrohrleitungen in PergamonGünther Garbrecht: Meisterwerke antiker Hydrotechnik, Teubner Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1995, ISBN 3-8154-2505-0287–212Archimedes: Grundlagen der Hydrostatik, Auftrieb und Stabilität von Schwimmkörpern134Aquädukt mit einer Druckleitung aus Bleirohren in Alatri, Italien104–102Rhone–Marseille-Kanal (Fossa Marina)100nachgewiesene Wasserkraftnutzung zum Betrieb von Mühlen10 Kanäle und Deiche in Hollandn. Chr.n. Chr.60 Versuch eines Durchstichs der Landenge von Korinth durch Kaiser Nero783 Karl der Große versucht den Bau eines Kanals zwischen Rhein- und Donaugebiet (Fossa Carolina)1100–1200 Bau von Deichen und Entwässerungsanlagen an Oder und Weichsel1325 Bau der ersten Kammerschleuse in Deutschlandca. 1450 Einführung von Wasserrohren aus Gusseisen in Deutschland und England1564–1642 Galileo Galilei: Kraftwirkung in strömenden Flüssigkeiten1650 Erste Wildbachverbauung in Tirol1577–1644 Benedetto Castelli: Abflussbestimmung und Kontinuität1660 Erste Wasserklosetts in Frankreich und England1642–1727 Isaac Newton: Bewegungssätze1784–1833 Errichtung des Rhein-Rhône-Kanals1700–1782 Daniel Bernoulli: Energieerhaltungssatz1836 Baubeginn für einen Kanal zwischen Main und Donau (Ludwig-Donau-Main-Kanal)1830–1890 Ausbau der Donau1859–1869Bau des Suez-Kanals1873Nutzung von elektrischem Strom aus Wasserkraft (Beleuchtung Schloss Linderhof, Bayern)1891 Inbetriebnahme der ersten deutschen Trinkwassertalsperre bei Remscheid1895Erstes Klärbecken in Deutschland in Frankfurt am MainStadt Frankfurt am Main: Historisches Klärwerk mit Fotos Internetdarstellung, Frankfurt 20121904–1914 Bau des Panamakanals1934Schiffshebewerk Niederfinow dem Verkehr übergeben1924 Walchensee-Kraftwerk in Betrieb genommen1931–1936 Bau des Hoover Dam am Colorado (Nevada/Arizona)1939 Bau des Großen Ferghanakanals zur Bewässerung des Ferghanatals (Usbekistan)1960–1970 Bau des Assuan-Hochdammes1960–1992 Bau des Main-Donau-Kanals1962 Fertigstellung der Talsperre Grande Dixence, Schweiz (Höhe 285 m)1993–2008 Drei-Schluchten-Damm, China
Fachleute im Wasserbau Die Aufgaben des Wasserbaus werden meist von Wasserbauingenieuren wahrgenommen, die sich im Rahmen des Bauingenieur- oder Umweltingenieurstudiums auf dieses Gebiet spezialisiert haben, und handwerklich oft von Wasserbauern ausgeführt.
Die vielfältigen Aufgabenstellungen werden meist in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit anderen Fachbereichen und Fachleuten gelöst, wie Informatikern, Verfahrenstechnikern, Mikrobiologen, Biochemikern oder Erd- und Grundbauingenieuren, Landschaftsplanern, Geologen und Geographen.Kurt Lecher, Hans-Peter Lühr, Ulrich Zanke: Taschenbuch der Wasserwirtschaft. 8. Auflage, Parey-Buchverlag, Berlin 2001, ISBN 3-8263-8493-8.
Sonstiges
Im Deutschen Bundestag hat sich Mitte 2007 eine Parlamentarische Gruppe „Frei fließende Flüsse“ gebildet. Ihr gemeinsames Ziel ist es, den Ausbau der Donau und anderer Flüsse zu verhindern. Sie hatte in der 17. Legislaturperiode (2009–2013) etwa 41 Bundestagsabgeordnete als Mitglieder.
Siehe auch Ingenieurhydrologie Wasserwirtschaft Kanalisation Sickerstollen
Weblinks
Deutschland: Bundesanstalt für Wasserbau Bundesanstalt für Gewässerkunde Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes Definitionen für wasserbauliche Begriffe im Methodenwiki der Bundesanstalt für Wasserbau Hydraulic Engineering Repository Dokumentenserver für den Wasserbau
Einzelnachweise
Kategorie:Teilgebiet des Bauwesens Kategorie:Technisches Fachgebiet