Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 287

Abdrift s

U B

Blasenbahn

B

S = s(b) db

S

0
Q = u s S

.

Fließrichtung

Fließrichtung

a b

Abb. 4.119 Prinzip der Integrationsmessung mit Luftblasen. a Querschnitt b Draufsicht. (Quan-
tum 1994 )

vom Startpunkt an der Gewässersohle bis zum Auftauchen an der Wasseroberflä-
che die räumliche Geschwindigkeitsverteilung im Messquerschnitt widerspiegelt
(Abb. 4.119 ). Messtechnisch kann die horizontale Abdrift der Luftblasen entweder
manuell aufgemessen oder mit Hilfe einer Digitalkamera aufgenommen und an-
schließend entzerrt ausgewertet werden.

Physikalische Grundlagen: Die Durchflussmessung mit Luftblasen ist im Prin-
zip den Verfahren mit „integrierenden Schwimmern“ zuzuordnen. Der Grundge-
danke des Verfahrens geht auf Entwicklungen im ungarischen gewässerkundlichen
Dienst (Hajos 1904 , 1906) zu Beginn des 20. Jahrhunderts zurück. Damals dienten
Hohlkörper oder Kugeln aus Kork oder Holz als Schwimmer, die auf ihrem Weg
von der Gewässersohle zur Wasseroberfläche abgetrieben wurden. Aufbauend auf
diesem Grundgedanken entwickelte Bernardsky in Russland erstmals ein mit Luft-
blasen arbeitendes System, das in der russischen Praxis vielfältig eingesetzt wurde
und brauchbare Ergebnisse lieferte. Bereits in der umfassenden Bibliographie zur
Hydrometrie des litauischen Hydrologen Kalupaila (1940) wird das Verfahren
gewürdigt. Durch die rasche Weiterentwicklung insbesondere des hydrometrischen
Flügels geriet das Schwimmerverfahren dann jedoch in Vergessenheit. Erst 1943
brachte Vitols ( 1943 ) das Luftblasenverfahren wieder in Erinnerung, wenn auch als
kriegsmäßigen Behelf. J. Thon griff in seiner 1966 veröffentlichten Dissertation das
Thema wieder auf und erarbeitete am Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart
die wesentlichen Grundlagen für die Umsetzung des Verfahrens in die gewässer-
kundliche Messpraxis (Thon 1966 ). Im Vordergrund stand dabei die mobile Durch-
flussmessung zu Kontroll- und Kalibrierzwecken. Davíd ( 1971 ) stellt Ergebnisse
weitergehender experimenteller Untersuchungen in Ungarn vor. Anfang der 1990er
Jahre wurde das Verfahren vom Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der
TU Berlin und von Hydro-Consult (Franke et al. 1992 ) wieder aufgegriffen und von
Quantum für die kontinuierliche Durchflussmessung in extrem langsam fließenden