Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 327

Ein detaillierter Entwurf eines scharfkantigen Rechteckwehrs wird im Anhang von
Westrich ( 1983 ) vorgestellt.

5.3.4.3 „Gegliederte“ scharfkantige Messwehre

Um eine größere Bandbreite des Durchflusses erfassen zu können, sind „geglieder-
te“ Messwehre (engl. „compound weirs“), die sich baukastenartig aus den beiden
Grundformen Dreieck- und Rechteckwehr zusammensetzen lassen, zu empfehlen.
In Abb. 5.21 sind die gebräuchlichsten gegliederten Messwehrformen und der
Durchflussbereich, in dem sie sinnvoll eingesetzt werden können, zusammengestellt.
Sollen die kleinen und mittleren Durchflüsse genau erfasst werden, so kann das Mess-
wehr so gestaltet werden, dass es einen „Feinmessbereich“ ( Q Fein in Abb. 5.21 ) für
die kleinen Durchflüsse und einen „Grobmessbereich“ ( Q Grob in Abb. 5.21 ) für die
mittleren Durchflüsse aufweist. So kann auch bei großen Wehren z. B. durch den Ein-
bau eines Dreieckwehrs eine ausreichende Messgenauigkeit bei kleinen Durchflüssen
erzielt werden. Der Grobmessbereich kann dann Durchflüsse bis ca. 5 m³/s erfassen.
In Abb. 5.21 sind zusätzlich die Durchflussgleichungen für gegliederte scharf-
kantige Messwehre angegeben, die jeweils aus den Gleichungen für die Grundtypen
(Dreieck, Rechteck, Trapez) additiv zusammengesetzt sind. Die Abflussbeiwerte µ
werden dabei für jeden Messwehrabschnitt als konstant angesetzt, die Überfallhö-
hen h 1 stets von der Unterkante des Feinmessbereichs aus gemessen.
Ein Berechnungsbeispiel für den Entwurf eines gegliederten scharfkantigen
Messwehres wird im Anhang von Westrich ( 1983 ) detailliert vorgestellt.
Abbildung 5.22 zeigt als Beispiel das gegliederte Messwehr am Pegel Rippach/
Eichstetten, das im Rahmen von hydrologischen Prozessstudien zur hochgenauen
Erfassung des Durchflusses eines kleinen Löss-Einzugsgebiets installiert wurde. Es
setzt sich zusammen aus einem Feinmessbereich mit einem ½ 90°-V-Ausschnitt
und einem Grobmessbereich mit einem 90°-V-Wehr; zur Hochwasserabführung
dient der darüber angeordnete Trapezquerschnitt (s. Abb. 5.22a ). Die Aufnahme in
Abb. 5.22b zeigt eine Abflusssituation mit einer Überfallhöhe von h 1 = 33 cm und
einem zugehörigen Durchfluss von 45 l/s.
Die erreichbare gute Auflösung und Messgenauigkeit eines scharfkantigen
Dreieckwehres demonstriert eindrucksvoll Abb. 5.23 . Im Feinmessbereich des in
Abb. 5.22 dargestellten Pegels mit einem ½ 90°-V-Ausschnitt können an Tagen mit
hoher Sonneneinstrahlung innertägliche Schwankungen des Abflusses aus dem nur
1,2 km² großen Rippacheinzugsgebiet aufgezeichnet werden, die von der Verduns-
tung des Uferbereichs des Gewässers verursacht werden. Hier muss noch erwähnt
werden, dass neben dem hohen hydraulischen Auflösungsvermögen ein extrem gro-
ßer Schwimmer mit einem Radius von 500 mm im Einsatz war, der feinste Wasser-
standsänderungen aufzuzeichnen vermochte.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass analog zu den hier geschilderten
Beispielen ebenso gegliederte breitkronige Messwehre möglich und in der Praxis
häufig im Einsatz sind (s. Kap. 5.3.5).