Abflussmessungen an. Qualität und Wirtschaftlichkeit bei den. Durchflussermittlung. Bundesanstalt für Gewässerkunde. Referat M1

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1 Abflussmessungen an Qualität und Wirtschaftlichkeit bei den verschiedenen Bundeswasserstraßen Verfahren zur Durchflussermittlung Dipl. Ing. Matthias Adler Bundesanstalt für Gewässerkunde Dipl. Ing. Matthias Adler Bundesanstalt für Gewässerkunde Referat M1 Referat M1 Ablussmessungen an Bundeswasserstraßen

2 1. Einführung - Verfahren - Gerätetechnik - Nutzer - Qualität und Wirtschaftlichkeit 2. Verfahren in der WSV - Hydrometrischer Flügel Moving Boat ADCPs - Ultraschall-Laufzeit-Anlage H-ADCP 3. Fazit

3 Verfahren Kontinuierliche Durchflussermittlung Pegel mit unveränderlichen Rückstauverhältnissen Pegel mit veränderlichen Rückstauverhältnissen Frei fließende Flüsse Stauhaltungen, Tideflüsse Q= f (W) Q = vm( v, W ) A( W ) Geräte zur Querschnittsmessung Geräte zur kontinuierlichen v-messung und zur Querschnittsmessung

4 Gerätetechnik Hydrometrischer Flügel Magnetisch-Induktive Sonde Ultraschall-Laufzeit Anlagen Ultraschall-Doppler Anlagen (ADCPs) - Moving Boat Doppler Geräte - Lotrechten-Doppler-Geräte - Horizontal-Doppler-Geräte Radar-Doppler Geräte Messwehre und gerinne Tracermethode Gefäßmessung Weitere Verfahren (Visuelle Abflussmessung, Kettenschwimmer, Tauchstab, )

5 Verwendung der Abflussdaten Planungen zur Unterhaltung der Bundeswasserstraßen statistische Untersuchungen, z.b. Extremwertanalyse hydraulische Berechnungen und Modellierungen Hoch- und Niedrigwasservorhersagen Steuerung wasserwirtschaftlicher Systeme Ermittlung des vorhandenen und nutzbaren Wasserdargebots Untersuchung anthropogener Beeinflussungen Wasserhaushaltsuntersuchungen Ermittlung von Frachten und Bilanzen von Wasserinhaltsstoffen Planung von Talsperren (Wasserkraft, Hochwasserschutz, Trinkwasser, Bewässerung)

6 Qualität und Wirtschaftlichkeit bei den verschiedenen Verfahren zur Durchflussermittlung Qualität Genauigkeit - statistische Fehler - systematische Fehler - grobe Fehler Zuverlässigkeit Vollständigkeit Dauer der Zeitreihen Erreichbare und erforderliche Genauigkeit Wirtschaftlichkeit Nutzen der Daten Messnetzdichte Vergleich der Verfahren untereinander Organisation des Messdienstes

7 Konkurrierende Messverfahren in der WSV Hydrometrischer Flügel Moving Boat ADCP

8 Hydrometrischer Flügel Moving Boat ADCP BfG-Test 1994: Flügel und ADCP liefern die gleichen Messergebnisse (3% Abw.) BfG-Studie 1995: Voruntersuchung nach VV-WSV 2107 zur Einführung der Ultraschall-Doppler-Technik (ADCP) zur Durchflussmessung in der WSV - ADCP-Messungen sind deutlich wirtschaftlicher - ADCP-Messungen erfordern höher qualifiziertes Personal - Wirtschaftlichkeit kann durch den Einsatz schneller und trailerbarer Messboote nochmals um 100% gesteigert werden. - Hohe Qualität und Wirtschaftlichkeit ist nur bei hoher Auslastung gewährleistet Ämter übergreifender Messdienst mit ständigen Messteams

9 Einführung der Moving-Boat-ADCP Technik durch die BfG -Deutsches Handbuch -ADCP Kurse -ADCP Hotline -Entwicklung von Geräteträgern -Entwicklung der Software AGILA (72 Lizenzen) -Entwicklung der Software TIDE -Beratung bei schwierigen Messbedingungen -ADCP Anwendertreffen

10 konkurrierende Messverfahren in der WSV Ultraschall Laufzeitanlage Horizontal-ADCP Messschrank 1 Signalkabel 2

11 Messschrank 1 Signalkabel 2 Ultraschall-Laufzeit Anlagen H-ADCPs + Ganze Querschnittsbreite - Teilquerschnitt + Keine Tiefenbeschränkung? - R < 10*H - Hohe Gerätekosten + Geringe Gerätekosten - Hohe Baukosten + Geringe Baukosten - Viele Komponenten + Wenig Komponenten - Ggf. Ausfall bei hoher Schwebstoffkonzentration + Kein Ausfall bei hoher Schwebstoffkonzentration + Bewährte und erprobte Technik - Wenig Erfahrung

12 Messschrank 1 Signalkabel 2 Ultraschall-Laufzeit Anlagen Rockenau Messtechnik Baukosten inkl. Düker H-ADCPs Haßmersheim Messtechnik Baukosten inkl. Dalben Ziegelhausen Ersatz der Messtechnik inkl. Wandler Umrüstungskosten Mettlach Messtechnik ca Baukosten (nur Schiene, Schlitten Kabel) Alken Ersatz Messtechnik inkl. Wandler

13 Einführung der H-ADCP Technik durch die BfG Gerätetest (noch nicht abgeschlossen)

14 Einführung der H-ADCP Technik durch die BfG Installation

15 Messstellenevaluierung mit Leihgerät der BfG Easy v, 1MHz 20 m Reichweite 9 Zellen Große Tränke, Spree

16 Zusammenfassung 1. Qualität und Wirtschaftlichkeit sind kein Widerspruch 2. Genauigkeit = f (statistische, systematische, grobe Fehler) 3. Qualität = f ( Messpersonal, Messstelle ) 4. Wirtschaftlichkeit = f ( Gerät, Organisation )

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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19 ADCP Anwendertreffen Anzahl der Ultraschall-Doppler Geräte und größer A bw eichu ng der Messw erte vom R eferenzw ert [%]

20 Neckar bei Wendlingen; h ca m Rhein bei Koblenz; h ca. 4 m

21 Software Tide

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23 18 ADCPs an Binnenwasserstraßen Bei 100% Auslastung: 9000 Messungen/Jahr

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25 Modellierung: Indexverfahren: z.b. SIMK, ISO 6416 k = v v m i

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