Hydrometrisches Feldmesspraktikum 2011

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Jürgen Bayer
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1 Hydrometrisches Feldmesspraktikum 2011 Hubert Holzmann, Cedomil Jugoic, Georg Schuster, Johannes Wesemann Geräte: Johann Karner Foliengestaltung: Josef Fürst

2 Definition ÖN B 2400 Durchfluss: Flüssigkeitsolumen, das in der Zeiteinheit durch einen Querschnitt fließt. Durchflussquerschnitt: Fläche eines Schnittes durch den Wasserkörper eines Fließgewässers normal zu dessen Stromlinien. ANMERKUNG: In der Regel wird ein ebener lotrechter Schnitt normal zur Horizontalprojektion der mittleren Strömungsrichtung gewählt. Abfluss: Abfluss allgemein: Komponente des Wasserkreislaufes, die sich als Differenz zwischen Niederschlag und Verdunstung unter Berücksichtigung der Vorratsänderung ergibt. Abfluss, bezogen auf ein Einzugsgebiet: Quotient aus dem Wasserolumen aus einem Einzugsgebiet, das den (die) Durchflussquerschnitt(e) in einem Talprofil während einer bestimmten Zeit durchfließt, und dieser Zeit.

3 Gliederung der Messerfahren ÖN B2401 Gefäßmessung und Auffüllmessung Messung on Querschnitt und Geschwindigkeit Flügelmessung Tracererdünnungsmessung mit momentaner Zugabe des Tracers Messung on Wasserständen bei definierten Fließbedingungen Rückschluss aus der Turbinenleistung

4 über Strömungsgeschwindigkeit in Stromröhren Flügelmessung Messprinzip: Messlotrechten Q A da

5 Messung der Strömungsgeschwindigkeit in einer Stromröhre Flügelmessung Hydrometrischer Flügel Standardgerät zur Abflussbestimmung an Fließgewässern Erstellung der Wasserstand-Abfluss-Beziehung Anzahl der Messpunkte so wählen, dass die Geschwindigkeitserteilung korrekt ermittelt werden kann keine nennenswerten Änderungen des Wasserstands während der Messung Lineare Flügelgleichung = a + b n a, b durch Eichung im Labor

6 Handhabung des Flügels Flügelmessung Wichtig: sorgsame Handhabung und Pflege (Flügelöl)! Wahl der passenden Schaufel entsprechend Prüfschein

8 Arten der Flügelmessung Flügelmessung Seilflügelmessung Stangenmessung Watmessung (bis ca. 0.5 m Tiefe)

10 Durchführung der Flügelmessung Flügelmessung Vielpunktmethode Stationärer Abfluss während Messung Einschränkung der Punkteanzahl Gute Erfassung on Geschwindigkeitserteilung und Durchflussquerschnitt ausreichende Zahl on Messlotrechten (>= 5, ÖN: >12!) >= 5 Punkte pro Lotrechter 2-Punktmethode

11 Anzahl der Lotrechten Flügelmessung ausschlaggebend für die Genauigkeit ON: >= 12 jedenfalls in den Knickpunkten des Profils

12 Lotrechte Nr. Abst. Vom li. Ufer Wassertiefe Geschw.fläche Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Auswertung Flügelmessung Pegel bzw. Durchflussmessstelle: mit dem hydrometrischen Flügel Gewässer: Anmerkungen: Beobachter: Flügel: Nr.: a: b: Messzeit [s]: Wasserspiegelbreite [m]: Datum: Beginn [hh:mm] Wasserstand: Ende: [hh:mm] Wasserstand: 1. Messpunkt 2. Messpunkt 3. Messpunkt 4. Messpunkt 5. Messpunkt 6. Messpunkt [m] [m] [m 2 /s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] Durchflussquerschnitt A = m² Durchfluss Q = m³/s

13 Lotrechte Nr. Abst. Vom li. Ufer Wassertiefe Geschw.fläche Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Abst. on Sohle Auswertung Flügelmessung mit dem hydrometrischen Flügel Pegel bzw. Durchflussmessstelle: Gewässer: Anmerkungen: Beobachter: Übungsprofil 1 Ybbs leichter Regen Gruppe 27 Flügel: Nr.: a: b: Messzeit [s]: Wasserspiegelbreite [m]: Datum: Beginn [hh:mm] Wasserstand: Ende: [hh:mm] Wasserstand: : : Messpunkt 2. Messpunkt 3. Messpunkt 4. Messpunkt 5. Messpunkt 6. Messpunkt [m] [m] [m 2 /s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s] [m] [-] [m/s]

14 Auswertung Mittels XLS FluegelAuswertung.xls

15 Auswertung Flügelmessung Zweipunkterfahren: Messpunkte in 0,2 und 0,8 mal der Tiefe d mi = 0.5 * ( 0,2 + 0,8 ) Integrationsmethode: Flügel wird während der Messung in der Vertikalen mit konstanter Geschwindigkeit on der Sohle bis zur Wasseroberfläche bewegt mi

16 Salzerdünnungserfahren Salzerdünnungserfahren Nach Zugabe eines Tracers (Markierungsstoffes) in ein Gewässer wird die Veränderung dessen Konzentration beobachtet ist Maß für die Verdünnung Schluss auf Q zwei Verfahren: Integrationsmethode und die kontinuierliche Zugabe des Tracers

17 Integrationsmethode, Methode mit momentaner Zugabe des Tracers Salzerdünnungserfahren Zugabe einer bestimmten Menge des Tracers ins Fließgewässer auf einmal Nach Durchmischungsstrecke wird der gesamte Tracerdurchgang kontinuierlich beobachtet

18 Integrationsmethode, Methode mit momentaner Zugabe des Tracers Salzerdünnungserfahren momentane Salzzugabe C 1 Q t 0 m ( C C ) 0 dt t Probenentnahme C 2 Q Mischstrecke C C 1 Salzzugabe C 2 dt Probeentnahme t Konzentrationsmessung über elektr. Leitfähigkeit: m Q e t 0 ( L t L ) dt 0

19 Integrationsmethode, Methode mit momentaner Zugabe des Tracers Salzerdünnungserfahren Zugabe einer bestimmten Menge des Tracers ins Fließgewässer auf einmal Nach Durchmischungsstrecke wird der gesamte Tracerdurchgang kontinuierlich beobachtet Auswertung: Voraussetzungen: Der Abfluss ist während der Messung konstant; gesamte beigegebene Tracermenge muss im Beobachtungs-Querschnitt durchgehen; öllige Durchmischung, sodass in jedem Punkt des Querschnitts die Konzentration des Tracers gleich ist Tracerkonzentration mittels Leitfähigkeit M VC 1 Q t 0 C2( t)dt

20 Abflussmessung mittels Salzerdünnung Salzerdünnungserfahren

21 Leitfähigkeit [µs/cm] Durchführung der Messungen Salzerdünnungserfahren Konzentrationserlauf :51:50 0:53:17 0:54:43 0:56:10 0:57:36 0:59:02 1:00:29 Zeit [h]

22 Konzentration [mg/l] Durchführung der Messungen Salzerdünnungserfahren 40 Eichkure y = 0.489x R 2 = Leitfähigkeit [µs/cm]

23 Auswertung Salzerdünnungserfahren L t L 2 t 1 L0 t (0.5 ( ) 158) 8 56 XLS Salzerduennung.xls

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