Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 293

• nicht durch Geschiebe, Geschwemmsel oder andere Inhaltsstoffe behindert wird

und vor allem auch in Abwasser einsetzbar ist,

• eine besondere Querschnittspeilung nicht erfordert und

• bei geringen Gerätekosten eine Verringerung des Zeitaufwands (zumindest

gegenüber hydrometrischen Flügeln) bietet.

Problematisch für das Verfahren sind

• Schaumbildung an der Wasseroberfläche und

• Wellenbildung an der Wasseroberfläche durch Windeinwirkung oder allgemein

• eine unruhige Wasseroberfläche durch turbulente Fließvorgänge.

Trotz dieser überwiegenden Vorteile des Verfahrens wird die Durchflussmessung
mit Hilfe von Luftblasen fast ausschließlich in Gewässern eingesetzt, bei denen
aufgrund der lokalen Strömungsverhältnisse sehr geringe Strömungsgeschwindig-
keiten (v < 2 cm/s) und/oder alternierende Fließrichtungen auftreten können. Solche
Verhältnisse herrschen z. B. in Teilen des Berliner Gewässernetzes, das sich im dor-
tigen Urstromtal ausgebildet hat (Franke et al. 1992 ).
Über die Messunsicherheit dieses Verfahrens gibt es wenige Aussagen, da Ver-
gleichsmessungen mit hydrometrischen Flügeln oder anderen Messgeräten zur
punkthaften oder integrierenden Geschwindigkeitsmessung auf Grund der oben ge-
schilderten Randbedingungen nicht oder nur bedingt durchführbar sind.
Wesentliche Unsicherheitskomponenten stellen zum einen die eindeutige Er-
mittlung der Abdrift und zum anderen die Erzeugung und Überprüfung des äqui-
valenten Blasendurchmessers dar, der sich in der Steiggeschwindigkeit nieder-
schlägt, die bei der Berechnung des Durchflusses nach Gl. (4.82) als konstant
vorausgesetzt wird.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Verwendung von Luftbla-
sen und deren strömungsbedingten Abdrift die direkte und integrierende Messung
des Durchflusses von Gewässern aller Größenordnungen ermöglicht. Die hydrau-
lischen Grundlagen sind im Bereich der Mehrphasenströmung theoretisch gut auf-
gearbeitet, die praktische Anwendung beschränkt sich jedoch bis heute auf Fließ-
querschnitte mit besonderen Randbedingungen wie extrem niedrigen Geschwindig-
keiten und alternierenden Strömungen. Da die eigentliche Messung nur etwa 1 min
dauert, ist es als ein schnelles Verfahren einzustufen, das auch bei instationärer
Strömung und im Tidebereich zur Erfassung des Wellenab- und -auflaufs eingesetzt
werden kann.
Es wäre wünschenswert, wenn dem Verfahren, das im Wesentlichen in den
1970er bis 1990er Jahren entwickelt und eingesetzt wurde (Thon 1996; Franke et al.
1992 ), heute wieder mehr Aufmerksamkeit zuteil würde, zumal die heutigen tech-
nischen Möglichkeiten, z. B. Bohrung von Austrittsöffnungen mit Laser oder kon-
tinuierliche Erfassung mittels zeitlich hochauflösenden Videokameras (s. Kap. 5.8),
die Umsetzung vereinfachen dürften.
Abschließend soll noch ein Verfahren erwähnt werden, das auf dem gleichen
Prinzip beruht, jedoch statt mit Luftblasen mit anderen schwimmfähigen Materia-
lien durchgeführt wird. In unwegsamen Gebieten Russlands werden vom Flugzeug