Praxisbuch für die Hydrometrie

Anleitung zur Abflussmessung in Fließgewässern

verfasst von: Stefan Siedschlag

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Die Messung der Wassermenge ist eine der wichtigsten Grundlagen für die Lösung verschiedenster hydrologischer Fragestellungen und wasserwirtschaftlicher Aufgaben. Dieses Fachbuch hilft auf anschauliche und leicht verständliche Weise bei der Auswahl geeigneter Messstellen, Messgeräte und Messmethoden zur Abflussmessung in Fließgewässern. Ausgehend von den hydraulischen Eigenschaften fließender Gewässer und unter Bezugnahme auf die aktuell anerkannten Regeln der Technik werden mobile und stationäre Messgeräte in ihren Messprinzipien und ihrer praktischen Anwendung vorgestellt. Einfache Schritt-für-Schritt-Anleitungen machen die einzelnen Arbeitsvorgänge verständlich und für jedermann nachvollziehbar.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung

Kap. 1 führt in die Thematik ein und gibt einen kurzen Überblick zur historischen Entwicklung der Abflussmessung in Fließgewässern. Die Fragen, warum Abflussmessungen so wichtig sind und wie oft man messen sollte, werden beantwortet. Eine Übersicht zeigt, mit welchen Geräten und Methoden Messungen aktuell erfolgen und welche Messunsicherheiten dabei auftreten können. Im Rahmen einer Typisierung fließender Gewässer werden deren unterschiedlichen Eigenschaften im Kontext zu den Möglichkeiten einer messtechnischen Erfassung der Abflussmengen betrachtet.

Stefan Siedschlag

Kapitel 2. Hydraulische Grundlagen für den Abfluss in offenen Gerinnen

Zusammenfassung

Kap. 2 beschäftigt sich mit den hydraulischen Grundlagen für den Abfluss in offenen Gerinnen. Das sind natürliche (z. B. Bäche, Ströme, Flüsse etc.) oder künstlich angelegte (z. B. Bewässerungsgräben, Betriebswasserkanäle etc.) Abflussmöglichkeiten mit freiem Wasserspiegel. Das Grundwissen über deren hydraulische Fließeigenschaften hilft, die richtigen Entscheidungen im Zusammenhang mit der Messdurchführung zu treffen und die Qualität der Messungen zu sichern (z. B. durch fachgerechte Auswahl von Messstelle, Messgerät, Mess- und Auswertemethode).

Stefan Siedschlag

Kapitel 3. Anwendung von Ultraschall in der Hydrometrie

Zusammenfassung

Eine Vielzahl der heute in der gewässerkundlichen Praxis eingesetzten hydrometrischen Messgeräte basiert auf der Verwendung von Ultraschallsignalen und deren Ausbreitung im Wasser. Um ein besseres Verständnis für die Funktionsweise dieser Geräte sowie deren Einsatzmöglichkeiten und Grenzen im praktischen Messbetrieb zu erlangen, werden im Kap. 3 erläuternde Informationen zur Theorie des Schalls und der Anwendung von Ultraschall in der Hydrometrie gegeben. Der in vielen Geräten verwendete Doppler-Effekt wird ebenso besprochen, wie die unterschiedlichen Methoden zur Auswertung akustischer Signale.

Stefan Siedschlag

Kapitel 4. Mobile Abflussmessung nach dem Lotrechtenverfahren

Zusammenfassung

Kap. 4 beschreibt Schritt für Schritt die Messung des Abflusses mit Hilfe mobiler Strömungsmessgeräte nach dem klassischen, seit Jahrhunderten angewendeten Lotrechtenverfahren. Seit der Erfindung des Messflügels ist das Lotrechtenverfahren die Standardmethode für die Abflussmessung mit Punktgeschwindigkeitsmessgeräten. Bei diesem Verfahren wird der Messquerschnitt in eine definierte Anzahl von Messlotrechten unterteilt, an welchem abhängig von Wassertiefe, Messgerät und Messmethode in einzelnen Messpunkten bzw. in einzelnen Messzellen die Fließgeschwindigkeiten gemessen werden.

Stefan Siedschlag

Kapitel 5. Messgeräte und -methoden zur mobilen Abflussmessung

Zusammenfassung

In Kap. 5 werden Funktion und Messprinzipien der aktuell gebräuchlichsten Messgeräte und -methoden für die mobile Abflussmessung in Fließgewässern beschrieben. Dabei wird der Bogen von einfachen Geräten und Methoden, die ohne jede Elektronik auskommen (z. B. Tauchstab nach Jens, Schwimmer- und Gefäßmessung) über den klassischen Messflügel und viele weitere Geräte und Verfahren bis hin zu den modernen akustischen Doppler-Strömungsprofilern (ADCP) gespannt.

Stefan Siedschlag

Kapitel 6. Die stationäre Abflussmessung

Zusammenfassung

Kap. 6 widmet sich dem Thematik stationärer Messanlagen. Was ist bei Planung und Bau zu beachten, wie werden geeignete Messstellen ausgewählt, welche unterschiedlichen Möglichkeiten gibt es, kontinuierlich den Abfluss zu messen, was muss bei Installation, Inbetriebnahme und Kalibrierung beachtet werden? Hierbei stehen vor allem Ultraschall-Laufzeit- und Ultraschall-Doppleranlagen, Radardoppleranlagen sowie kamerabasierte Messsysteme im Fokus.

Stefan Siedschlag

Kapitel 7. Ausblick

Zusammenfassung

Wohin die zukünftige Entwicklung gehen wird, ist nicht eindeutig absehbar, denn sie wird gegenwärtig von vielen Faktoren getrieben. Sei es der rasante technologische Fortschritt bei der digitalen Signalauswertung, die Implementierung künstlicher Intelligenz bei der Lösung hydrometrischer Aufgaben oder die Nutzung von Smartphones für die Bedienung von Messgeräten bzw. als Sensor selbst.

Stefan Siedschlag

Backmatter

Titel: Praxisbuch für die Hydrometrie
verfasst von: Stefan Siedschlag
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-45470-8
Print ISBN: 978-3-658-45469-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-45470-8