Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 120

Abb. 4.8 Geschwindigkeits-
verteilung in einer Lotrech-
ten. (Nach Boiten 2008 )

v

Wind

V y

h

y

V a

≈ 0.4h

a

Bei turbulentem Strömen kann daher davon ausgegangen werden, dass sich
im Idealfall eine parabelförmige Geschwindigkeitsverteilung mit der Tiefe wie in
Abb. 4.8 einstellt. Andererseits gilt, dass bei turbulenter Strömung Pulsationen auf-
treten können (s. Abb. 2.5 in Kap. 2.3.2). Daher fluktuiert jede Punktmessung unab-
hängig von der verwendeten Messtechnik um einen Mittelwert. Aus diesem Grund
wird eine minimale Messzeit t pro Messung zwischen 30 und 60 s empfohlen; im
Einzelnen gilt

hohe Fließgeschwindigkeit: t = 30 bis 50 s

geringe Fließgeschwindigkeit: t = 60 bis 100 s.

Dass die Geschwindigkeitsverteilung mit der Tiefe durch Form und Beschaffen-
heit der Gewässersohle maßgeblich beeinflusst wird, wurde schon in Kap. 2.3 im
Zusammenhang mit den hydraulischen Grundlagen ausführlich behandelt. Abbil-
dung 4.9 aus Anlage D der Pegelvorschrift ( 1991 ) veranschaulicht dies an Beispie-
len aus der Messpraxis.
Danach wird die Fließgeschwindigkeit bei einem Gerinne mit glatter Sohle logi-
scherweise kaum durch Rauhigkeit beeinflusst und weist eine beinahe rechteckige
Geschwindigkeitsverteilung mit der Tiefe auf, wohingegen ein Gerinne mit rauer,
unebener Sohle eine nach unten spitzzulaufende Geschwindigkeitsfläche besitzt.
Die oben angeführte „ideale“ parabelförmige Geschwindigkeitsverteilungskurve
entspricht demnach der einer glatten Gewässersohle.

v

Abb. 4.9 Geschwindigkeits-
verteilung in einer Messlot-
rechten in Abhängigkeit der
Gewässersohlen-Beschaffen-
heit. (Aus: Pegelvorschrift,
Anl. D 1991 )

h

Gerinne mit
. . . sehr glatter Sohle

. . . rauer,
unebener Sohle

. . . Hindernissen
(Steine, Pflanzen) . . . glatter Sohle