Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 471

Die Spree ist ein Gewässer mit sehr geringer Fließgeschwindigkeit. Flügel-
oder Schwimmermessungen bereiten bei diesen Abflussverhältnissen erhebliche
Schwierigkeiten. Starker Schiffsverkehr erschwert zusätzlich eine exakte Durch-
führung dieser Messverfahren. Geht der Durchfluss in der Spree z. B. in den Som-
mermonaten bis auf Null zurück, so muss allein der Abfluss des Vorfluters in
einem Querschnitt der Spree messtechnisch erfasst werden. Bei einem Volumen-
strom von Q Vorflut ≈ 1,0 m³/s ergibt sich für den Hauptfließquerschnitt in der Spree
(Breite ≈ 60 m, Wassertiefe ≈ 2,3 m) damit eine mittlere Fließgeschwindigkeit
von 0,725 cm/s.
Die Durchflussmessung mit Luftblasen wurde im Fließquerschnitt unter einer
Brücke eingesetzt. Der im Bereich der Brücke vergleichmäßigte Fließquerschnitt
erlaubte es, sich auf die Durchflussmessung an den Brückenpfeilern zu beschrän-
ken. Um die Messergebnisse durch die Grenzschichtentwicklung am Brückenpfeiler
nicht zu verfälschen, wurden jeweils Düsenreihen an der Gewässersohle installiert,
die 3,0 m in den Fließquerschnitt ragten (Abb. 5.120 ).
Die Wasseroberfläche wurde mit einer unter der Brücke und in einem Wetter-
schutzgehäuse untergebrachten ½ Zoll CCD-Kamera beobachtet. Der Bildaus-
schnitt an der Wasseroberfläche betrug in Strömungsrichtung 3,5 m und senkrecht
dazu 2,5 m. Die Düsenreihe an der Gewässersohle befindet sich 1,5 m vom linken
Bildrand. Bei einer Steiggeschwindigkeit von u s ≈ 0,25 m/s konnte somit in Haupt-
strömungsrichtung ein maximaler spezifischer Abfluss von q ≈ 0,5 m 3 /s · m und
bei einer Rückströmung ein maximaler spezifischer Abfluss von q ≈ 0,37 m 3 /s · m
gemessen werden.
Die Videobilder wurden zusätzlich durch einen Videorecorder gesichert, der Zeit-
rafferaufnahmen bei einer hohen horizontalen Auflösung von 400 Linien erstellt. Er
ist mit einem Generator und Mikroprozessor mit Kalenderfunktion ausgestattet, der
das Bild während der Aufnahme mit Datum und Uhrzeit versieht. Die gewählte
Aufnahmezeit beträgt 480 h. Sie entspricht einer Bildfrequenz von 0,156 Hz bzw.
einem zeitlichen Bildabstand von 6,4 s.

5.8.5 Ergebnisse visueller Durchflussmessungen

Wie Abb. 5.121 belegt, ist es mit dem Messsystem möglich, den Durchfluss der
Spree mit hoher zeitlicher Auflösung zu erfassen. Auffallend ist, dass kurzzeiti-
ge starke Schwankungen auf Grund der kurzen Messzeit des Systems (ca. 1 min.),
ebenso wie negative Durchflüsse, plausibel wiedergegeben werden. Zur Dokumen-
tation kann die Abdriftfläche, die proportional zum Durchfluss ist, videotechnisch
gespeichert werden.
Die Messunsicherheit des Verfahrens hängt neben der Erzeugung von Blasen mit
konstanter Aufstiegsgeschwindigkeit (s. Details in Kap. 4.7.3) von der zur Blasen-
abdrift eingesetzten Bildaufnahmetechnik ab. In der Pegelvorschrift (1998) wird
der Messfehler bei Einsatz handelsüblicher Videokameras mit ±0,4 % vom Mess-
bereichsendwert, der dort bei 1 m³/s · m liegt, angegeben.