Ein Wasserkeilhebewerk ist eine besondere Form eines Schiffshebewerks, nämlich ein Schräghebewerk mit Nassförderung in Längsrichtung, ohne Trog. Anstelle eines Trogs wird in einer geneigten Rinne eine keilförmig geformte Wassermasse mitsamt den darauf schwimmenden Schiffen schräg nach oben geschoben bzw. kontrolliert nach unten bewegt.
Bereits im Jahr 1885 veröffentlichte Julius Greve in deutschen Fachzeitschriften seine Entwürfe für Wasserkeilhebewerke. Weiterentwickelt wurden diese von dem Franzosen Jean Aubert in den 1950er und 1960er Jahren.
Bisher wurden weltweit nur zwei Wasserkeilhebewerke gebaut. Das erste war 1973 das Wasserkeilhebewerk Montech im Canal latéral à la Garonne (deutsch: Garonne-Seitenkanal) in Südfrankreich. Das Wasserkeilhebewerk Fonseranes im Canal du Midi – ebenfalls in Südfrankreich gelegen – folgte als zweites im Jahr 1983 parallel zur Schleusentreppe Fonseranes in der Nähe von Béziers.
Heute sind beide Anlagen außer Betrieb; 1999 passierte letztmals ein Schiff die Anlage am Canal du Midi, das Hebewerk Montech ist seit Mai 2009 außer Betrieb. Das dem Verfall preisgegebene Hebefahrzeug in Fonseranes ist als technisches Denkmal aus gewisser Entfernung zu betrachten. In Montech wurde das Hebefahrzeug bewegt, teilweise renoviert, neu lackiert und zusammen mit einem Schiff in ein Museum integriert.
Seit Mitte der 1970er Jahre wurden Untersuchungen zur Hydrodynamik von Wasserkeilhebewerken auch in Russland an der Abteilung Wasserwege und Häfen des Leningrad Politecnic Institute Kalinin (heutiger Name Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University) durchgeführt, u. a. auch zur Entwicklung eines Halbkammer-Wasserkeilhebewerks. Dieses sollte zur besseren Kontrolle der Wasserbewegungen an der oberen Haltung eine zusätzliche Schleuse erhalten. Die Forschungen wurden jedoch spätestens 2004 eingestellt.
Ein Wasserkeilhebewerk besteht aus
Der Schieber bildet eine bewegliche Dichtung gegen Boden und Seitenwände der Betonrinne. Diese Dichtung ist eine der kritischsten Komponenten des Wasserkeilhebewerkes. Sie muss ausreichend dicht sein, darf einen nicht zu großen Reibungswiderstand aufweisen und ihr Verschleiß muss erträglich sein.
Das Funktionsprinzip am Beispiel eines aufwärts zu transportierenden („zu hebenden“) Schiffes:
Entsprechend gilt für abwärts zu transportierende Schiffe:
Infolge unvermeidlicher Undichtigkeiten rinnt beim Transport des Wasserkeils stets Wasser am Absperrschieber des Fahrzeugs durch. Diese Verluste können durch einen geregelten Nachfluss vom Oberwasser her kompensiert werden.
Aufgrund des Archimedischen Prinzips ist die Masse des Wasserkeils immer gleich, unabhängig davon, ob sich ein Schiff darin befindet und wie schwer dieses ist, da jedes schwimmende Schiff die gleichschwere Menge Wasser verdrängt. Bei der Bergauffahrt muss potentielle Energie für das Heben dieser Masse durch die Motoren des Hebefahrzeugs erbracht werden. Bei der Fahrt talwärts in Fonseranes wurde diese potentielle Energie durch Rekuperationsbremsen zum Teil zurückgewonnen, in Montech durch Bremsen in Wärme umgesetzt und an die Umgebung abgegeben.
Leerfahrten des Hebefahrzeugs mit geöffnetem Schieber sind mit sehr geringem Energieaufwand möglich und nützlich, wenn zu einem Zeitpunkt nur Schiffe in einer Richtung zu transportieren sind. Bei Talfahrten mit anschließender leerer Bergfahrt wird allerdings dem Oberwasser jeweils das gesamte Volumen des Wasserkeils entnommen und nicht mehr zurückgegeben, so dass ein Schleusenverlust auftritt.