Messung des Wasserstands - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 47

Einzelfall ein Kompromiss gefunden werden. Es bleibt jedoch festzuhalten,
dass die Wahl des Schwimmerdurchmessers entscheidenden Einfluss auf die er-
zielbare Genauigkeit eines Pegels hat und dass daher zu kleine Durchmesser
(Ø <150 mm) im gewässerkundlichen Messwesen nach Möglichkeit vermieden
werden sollen.
Das Verbindungsrohr verbindet das Gewässer mit dem Pegelschacht und ist
dafür maßgeblich, dass der Wasserstand im Gewässer mit dem im Pegel-
schacht übereinstimmt. Um ein Verstopfen des Verbindungsrohrs zu vermei-
den, sollte es mindestens 0,15 m oberhalb des Schachtbodens einmünden.
In Gebieten mit Frost sollte das Verbindungsrohr unterhalb der Frostgrenze
installiert werden.
Um bei unruhigem Wasserstand im Gewässer eine Dämpfung zu erreichen, muss
der Durchmesser des Verbindungsrohrs grundsätzlich klein gewählt werden.
Nach Schaffernak ( 1960 ) gilt: je kleiner das Verhältnis zwischen dem Einlass-
querschnitt und dem Querschnitt des Schwimmerschachts, desto wirksamer wird
die Dämpfung. Er fordert ein Verhältnis von 1:200 oder weniger. Andererseits
bewirkt ein zu kleiner Durchmesser einen Druckverlust, wodurch bei steigen-
dem Durchfluss im Gewässer der Wasserstand im Pegelschacht systematisch zu
niedrig und bei fallendem Durchfluss zu hoch ist. Um diesen Fehlereinfluss auf
wenige Millimeter zu begrenzen, kann der optimale Durchmesser entweder über
eine Faustformel, die besagt, dass der Querschnitt des Verbindungsrohrs nicht
kleiner als 1 % des Schachtquerschnitts sein soll, geschätzt werden oder, auf-
bauend auf dem oben vorgestellten Konzept von Kraijenhoff van de Leur ( 1972 ),
wie folgt berechnet werden:
Über die Verzögerungszeit für eine gegebene Wasserstandsänderung, die über
den Energieverlust in einem Rohr mit Hilfe der Darcy-Weisbach-Gleichung ab-
geschätzt werden kann (s. Boiten 2008 ), lässt sich der Durchmesser des Verbin-
dungsrohrs d p ermitteln zu



� 

2

dh
dt

0,01 Ld w

(3.7)

= 5

d p

g  h 2

mit

d p = Durchmesser des Verbindungsrohrs [m]
L = Länge des Verbindungsrohrs [m]
d w = Durchmesser des Schwimmerschachts [m]
dh/dt = Wasserstandsänderungsrate [m/s]
g = Erdbeschleunigung g = 9,81 [m/s 2 ]

Δ h 2 = Verzögerung der Wasserstandsanzeige [m].