Messung des Wasserstands - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 97

teilung nähern. Zufallsabweichungen können also eingeschränkt werden, wenn
z. B. die Messzeit verlängert und/oder die Zahl der Messpunkte im Querprofil
vergrößert wird.

Es ist aber in der Praxis nicht immer einfach, zufällige und systematische Abwei-
chungen eindeutig voneinander zu unterscheiden. Daher wurde im „Hydrometric
Uncertainty Guide“ (ISO CEN TS 25377 2007 (HUG)) auf diese Unterscheidung
verzichtet. Im Folgenden wird dennoch in Anlehnung an Boiten ( 2008 ) versucht,
die unterschiedlichen Abweichungsarten und die daraus resultierenden Abwei-
chungen zu diskutieren, da dies in einigen Fällen einen Einblick in die „innere“
Fehlerstruktur des Messverfahrens gibt. So steht z. B. fest, dass Zufallsabwei-
chungen den Ursprung aller Abweichungen, also auch den der systematischen und
groben Abweichungen, darstellen. Dies erklärt, dass viele Verfasser Abweichun-
gen als zufällig bezeichnen, obwohl sie streng genommen zu einer Untergruppe
der systematischen Abweichungen gehören. Als wesentliche Einflussgröße auf
die zufällige Abweichung sind noch die natürlichen Schwankungen der Strömung
zu nennen, die sich als Turbulenzen oder Pulsation und Richtungsänderung der
Strömung bemerkbar machen. Ebenso wirken Verkrautung und Treibgut in Ge-
wässern.

Unsicherheit von Wasserstandsmessungen: Nach den Erläuterungen zur allge-
meinen Fehlerbetrachtung sind auch Wasserstandsmessungen grundsätzlich mit
Abweichungen behaftet. Im Folgenden sollen nun die Faktoren, die die Genauig-
keit der Wasserstandserfassung beeinflussen, anhand einiger Messverfahren erörtert
werden:

1. Unsicherheit von Schwimmerschreibpegeln: Beim Einsatz des Schwimmerprin-
zips bestimmen nach WMO ( 1980 ) und Boiten ( 2008 ) drei systematische Einfluss-
größen die Messunsicherheit:

a) Registrierfehler des Schwimmers Δ h 1 , der im Wesentlichen daraus resultiert,
dass beim Ansteigen des Wasserstands korrekte Werte angezeigt werden,
wohingegen bei fallendem Wasserstand durch Verzögerung sich systemim-
manent zu hohe Werte einstellen, da sich die Eintauchtiefe des Schwimmers
ändert. Die Größe Δ h 1 hängt direkt von der Kraft F ab, die notwendig ist, um
den Pegelschreiber mechanisch zu bewegen, und ist umgekehrt proportional
zum Quadrat des Schwimmerdurchmessers D . Je nach Messgerät liegt F zwi-
schen 0,03 und 0,15 N und kann vom jeweiligen Hersteller erfragt werden.
Der maximale Registrierfehler des Schwimmers Δ h 1 lässt mit Gl. (3.12) berech-
nen zu

= 0,00256 · F
D 2

(3.12)

 h 1 [m]

mit

F = Reibung (Drehmoment) [N]
D = Schwimmerdurchmesser [m].