Kontinuierliche Erfassung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 475

Messergebnis wird aus mehreren tausend Einzelmessungen in Sekundenschnelle
erzeugt.
Um die Durchflussberechnung über die Kontinuitätsgleichung Q = v m · A
(Gl. (4.1)) durchführen zu können, müssen die so gewonnenen mittleren Ober-
flächengeschwindigkeiten v om in mittlere Querschnittsgeschwindigkeiten v m über
einen mittels Vergleichsmessungen (z. B. Flügel oder MID-Sonde) ermittelten was-
serstandsabhängigen k -Wert umgerechnet werden:

v m
v om

= k → v m = k · v om (5.79)

mit

v m = mittlere Querschnittsgeschwindigkeit
v om = mittlere Oberflächengeschwindigkeit
k = Verhältniswert.

Der Verhältniswert k wird im Allgemeinen mit Hilfe einer Vielzahl von Feldmes-
sungen grafisch bzw. rechnerisch bestimmt. Sind Messungen für die Bestimmung
des k -Werts vorhanden, so kann auf Empfehlungen der DIN EN ISO 748 ( 2008 ) zu-
rückgegriffen werden; dort finden sich, abhängig von der Form des Geschwindig-
keitsprofils und damit auch der Rauigkeit des Flussbetts, k -Werte zwischen 0,84 und
0,90. Eine dritte Möglichkeit ist - analog zu den Ultraschallverfahren in Kap. 5.5.
- die k -Wert-Ermittlung mit einem numerischen Strömungsmodell.
Der k -Faktor ist allgemein abhängig von:

• dem Wasserstand,

• der Form des Messquerschnitts,

• der Rauheit des Gerinnes und

• der Reynoldszahl.

Die Bestimmung des k -Wertes aus Feldmessungen kann auch z. B. mit der Benut-
zersoftware PRODIS, einem Modul des Auswerteprogramms für Vielpunktmessun-
gen (Software Q Vers. 3), realisiert werden. Diese erzeugt im Ergebnis eine Tabelle,
in welcher sich die wasserstandsabhängigen Korrekturfaktoren in reduzierten Quer-
schnittsflächen widerspiegeln. Diese Tabelle wird anschließend von der Parame-
trier- und Bediensoftware des Datensammlers importiert und für weitere Rechen-
schritte zur Verfügung gestellt. Die k -Werte und damit reduzierte Querschnittsflä-
chen können aber auch extern mit einem numerischen Modell berechnet werden.
Letztlich fehlt für die einfache Durchflussberechnung nach der Kontinuitätsglei-
chung noch die durchströmte Querschnittsfläche A ( h ) als Funktion der Wassertiefe
h . Die Wassertiefe h kann entweder extern mit einem der in Kap. 3.5 vorgestellten
Messgeräte mit elektrischem Ausgangssignal oder mit einem in das Geschwindig-
keitsradargerät integrierten Wasserstandsgeber (z. B. bei den Messgeräten in den
Abb. 5.125a und 5.126a mit Hilfe eines eingebauten Echolots mit gepulstem Ult-
raschall oder bei den Messgeräten in den Abb. 5.124c und 5.125c mit Hilfe eines
vertikal ausgerichteten 6 GHz-Radarsensor) erfolgen. Danach wird der Durchfluss
berechnet nach