Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 136

Es ist auch möglich, die Flügelgleichung als Polynom 4. Grades darzustellen:

· n 2 + a 3 · n 3 + a 4 · n 4

(4.8)

v = a 0 + a 1 · n + a 2

Grundsätzlich sollte die Kalibrierung einer Flügelschaufel spätestens nach zwei
Jahren in einem geeigneten Schleppkanal routinemäßig überprüft werden.
Über die Durchführung von Punktmessungen der Fließgeschwindigkeit, wel-
che unabhängig von dem verwendeten Messinstrument ist, wird ausführlich in
Kap. 4.5.12 berichtet, die Auswertung der entsprechenden Messungen analog dazu
in Kap. 4.5.13 behandelt.

4.5.4.6 Einsatzbereich und Grenzen

Wie aus Tab. 4.3 zu entnehmen, ist die minimale mit einem Flügel messbare Fließge-
schwindigkeit , dort Anlaufgeschwindigkeit genannt, abhängig von der verwendeten
Flügelschaufel und deren Steigung; dies gilt grundsätzlich ebenso für die maximale
Fließgeschwindigkeit. Danach kann ein Universalflügel mit 125 mm Durchmesser
und 1,00 m Steigung (Nr. 3 in Tab. 4.3 ) einen Geschwindigkeitsbereich von 0,025
bis 10 m/s abdecken. Die für die einzelnen Schaufeln gültigen „Anlaufgeschwin-
digkeiten“ können aus den jeweiligen Flügelgleichungen (4.7), ausgedrückt durch
die Konstanten a 1 und b 1 , individuell abgelesen werden.
Sollen extrem kleine Fließgeschwindigkeiten (<2 cm/s), z. B. in rückgestauten
Flussbereichen oder Seeeinläufen, messtechnisch erfasst werden, muss auf ande-
re Messverfahren (z. B. MID-Sonden) zurückgegriffen werden. Der Einsatz von
Klein- oder Laborflügeln bietet bei der Messung geringer Geschwindigkeiten,
entgegen häufig geäußerter Empfehlung, leider keine Lösung, da deren minimal
messbare Geschwindigkeit, ähnlich wie beim Universalflügel, bei 0,025 m/s liegt.
Kleinflügel sind jedoch bei Gewässern mit geringer Wassertiefe von Vorteil, da sie
aufgrund der kleinen Schaufeldurchmesser (30-50 mm) bis minimal 2 cm unter der
Wasseroberfläche und 2 cm über der Gewässersohle eingesetzt werden können. Bei
den kleinsten Schaufeln der Universalflügel liegen diese Mindestabstände bei 4 bis
5 cm (Ø 80 mm, r = 40 mm + Zuschlag für Überdeckung). Sollen Messungen in ge-
ringeren Wassertiefen vorgenommen werden, muss auf andere Messverfahren (z. B.
Hitzdraht oder Laseranemometer) verwiesen werden.
Eine generelle Einschränkung für den Einsatz von Propeller-Flügelmessgeräten
stellt Verkrautung im Messquerschnitt dar. Bei starkem Wasserpflanzenbesatz (z. B.
mit Ranunculus fluitans, Flutender Hahnenfuß), sind Geschwindigkeitsmessungen
mit rotierenden Messgeräten sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, da sich das
Kraut um die Schaufel wickelt. Abgesehen von Auswirkungen flächenhafter Ge-
wässerverkrautung auf die kontinuierliche Wasserstandserfassung (virtuell höherer
Wasserstand durch Rückstau, s. Kap. 3.5) und auf die Gültigkeit von Wasserstand-
Abflussbeziehungen (s. Kap. 5.4) bietet die mechanische Beseitigung der Makro-
phyten durch Abmähen nur eine räumlich und zeitlich begrenzte Abhilfe. Daher