Grundbegriffe - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 13

2.3.2 Der Durchfluss in offenen Gerinnen

Grundgleichung: Wasser bewegt sich nach den physikalischen Gesetzen dem Wege
des geringsten Widerstandes folgend von höhergelegenen zu niedrigeren Stellen.
Aus einem zu Beginn noch flächenhaften Abfluss wird nach und nach ein Fließen
in Rinnsalen, Gräben, Bächen, Flüssen und Strömen.
Der Abflussvorgang charakterisiert das Abflussvermögen eines Einzugsgebietes.
Die Größe der abfließenden Wassermengen ist hauptsächlich von geologischen,
orographischen und meteorologischen Faktoren abhängig.
Um den Abflussvorgang genau zu erfassen, muss die Größe der jeweils abflie-
ßenden Wassermenge bestimmt werden; dies ist die Aufgabe der Hydrometrie. Sie
kann sich dabei auf die Gesetzmäßigkeiten der Hydraulik, genauer der Hydrome-
chanik, stützen. Danach kann der Durchfluss Q als das per Zeiteinheit t einen be-
stimmten Querschnitt durchströmende Volumen V definiert werden.

Q = V
t

Q = V
t

(2.3)

[m 3 / s, l / s] [m 3 / s, l / s]

mit

V = Volumen [m³]
t = Zeit [s].

Hierbei handelt es sich um einen Momentanwert.
Mit Hilfe der Kontinuitätsgleichung lässt sich Gl. (2.3) in die allgemeine Grund-
gleichung der Durchflussmessung umwandeln

w

· A [m 3 / s, l / s] · A [m 3 / s, l / s]

(2.4)

Q = v m Q = v m

mit
A = durchströmter Querschnitt in m 2
v m = mittlere Fließgeschwindigkeit in m/s.
Unter mittlerer Fließgeschwindigkeit v m wird dabei die über den Fließquerschnitt
gemittelte Fließgeschwindigkeit verstanden. Bei gegebenem Durchfluss Q und be-
kanntem Fließquerschnitt A kann danach die mittlere Fließgeschwindigkeit

= Q = Q

(2.5)

v m v m

A [m / s] A [m / s]

berechnet werden.
Bezogen auf die Durchflussmessung ist hier anzumerken, dass es sich beim
Durchfluss grundsätzlich um einen Massenfluss handelt. Und nach Bonfig ( 1990 ,
2002 ) ist im Grunde die Massendurchflussmessung die ideale Methode zur Erfas-
sung des Durchflusses, da sie von Druck und Temperatur des Messmediums un-
abhängig ist. Bei Messungen in gefüllten Rohrleitungen hat die Massendurchfluss-