Geoscience Reference
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In der Literatur sind folgende allgemeine Angaben zur erforderlichen Genauig-
keit von Wasserstandsmessungen zu finden:
Wasserstandsaufzeichnungen, die zur Ableitung von Durchflusswerten über eine
W-Q-Beziehung genutzt werden, benötigen nach der WMO (
1980
) eine Genauig-
keit von mindestens ±0,003 m. Wasserstandsmessungen im Oberwasser von hyd-
raulischen Strukturen wie Messwehren, Flumes (s. Kap. 4.4) erfordern nach Bos
(
1989
) eine Genauigkeit von 2 bis 4 mm. Für die Aufstellung von gewässerkund-
lichen Statistiken (Jahrbüchern) und von Durchflusskurven (s. Kap. 5.3) reicht i.
Allg. eine Genauigkeit der Wasserstandserfassung von ±1 cm. Daher ist es wichtig
zu wissen, inwieweit die vorgestellten Verfahren der Wasserstandsmessung diese
Anforderungen erfüllen.
Zuvor sind jedoch einige grundlegende Gedanken zur
Fehlerbetrachtung
erfor-
derlich. Generell gilt, dass aufgrund der Ungenauigkeit von Messgeräten und in-
folge unvermeidlicher Beobachtungsfehler jedes Messergebnis mit Abweichungen
vom wahren Wert behaftet ist (vgl. DIN 1319-3,
1985
). Diese Abweichungen kön-
nen als „Fehler“, als „Unsicherheiten“ oder als „Ungenauigkeiten“ bzw. „Genauig-
keiten“ bezeichnet werden (Pegelvorschrift
1991
; ISO 5168
1983
; ISO 748
2008
).
So weisen grundsätzlich alle Messungen mehr oder weniger große Abweichungen
auf. Diese sind bei der Wasserstandsmessung zum einen auf die Messgenauigkeit
des eingesetzten Verfahrens und zum anderen auf die Unstetigkeit der Strömung
zurückzuführen. Daher unterscheidet man:
a)
Systematische Abweichungen
, die durch die angewendeten Messmethoden und
die eingesetzten Messgeräte bedingt sind. Eine erhöhte Anzahl von Messungen
verringert die systematischen Abweichungen nicht, vorausgesetzt, die Gerät-
schaft und die Messbedingungen bleiben unverändert. Nach ISO 5618 (
1983
)
können zwei Arten von systematischen Abweichungen unterschieden werden:
Konstante systematische Abweichungen:
Diese treten bei allen Messungen auf, welche unter gleichen Bedingungen statt-
finden. Sie sind zeitlich konstant, können aber abhängig von der Messgröße
unterschiedliche Abweichungen aufweisen. Die Ungenauigkeiten können z. B.
nach der Kalibrierung über den gesamten Messbereich variieren. Eine konstante
systematische Abweichung kann sich aber auch unabhängig von den Messwer-
ten aus einer falschen Nullpunkteichung ergeben.
Variable systematische Abweichungen:
Diese können auftreten, wenn sich während der Messung die äußeren Bedin-
gungen (z. B. Wind, Wassertemperatur), aber auch die Messgeräte maßgeblich
verändern. Diese Fehlerart ist gewöhnlich nicht symmetrisch verteilt.
b)
Zufällige Abweichungen
, die auf zahlreichen, kleinen und unabhängigen Ein-
flüssen basieren; dies kann die Wahl der Messstelle sein oder der stochastische
Charakter des Auftretens von Geschwindigkeitsbahnen, welche verhindern, dass
sich bei Messwiederholungen einer konstanten Größe stets das gleiche Ergebnis
einstellt (Reproduzierbarkeit). Die Messwerte weichen dabei von dem Mittel-
wert so ab, dass sie sich mit steigender Anzahl von Messungen einer Normalver-
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