Messgeräte in der Hydrologie

Sven HörmannMatr.-Nr.: 25220616

Quelle: www.hlug.de

Quelle: www.hydroskript.de

Quelle: www.lwi.tu-bs.de

Inhaltsübersicht

Niederschlagsmessgeräte

• Regenmesser, Regenschreiber, Messfehlerquellen, Regenradar

Verdunstungsmessgeräte

• Verdunstungskessel, Atmometer, Evaporimeter, Lysimeter

Abflussmessgeräte

• Messwehr, Geschwindigkeitsflügel, Tracer, Ultraschall

Niederschlagsmessgeräte

Regenmesser

• kreisrunde zylindrische Gefäße mit bekannter Auffangfläche

• in Deutschland wurde vom Deutschen Wetterdienst (DWD) ein Regenmesser nach Hellmann mit einer Auffangfläche von 200 cm² eingeführt

• Rand des Auffanggefäßes weist eine scharfe Schneide mit Vertikaler Innenseite auf

• Ablesung in mm entspricht l/m²

• dargestellt wird die Niederschlagshöhe zwischen zwei Leerungen

•Ablesegenauigkeit beträgt 0,1 mm

Quelle: www.wikipedia.de

Niederschlagsmessgeräte

Regenschreiber

• Messung der zeitlichen Niederschlagsverteilung

• verschiedene Prinzipen

•Schwimmerprinzip: Regen gelangt in ein Schwimmergefäß der Schwimmer ist mit Schreibarm verbunden durch Ansteigen des Schwimmer wird das Regenereignis auf einer uhrwerkbetriebenen Schreibtrommel aufgezeichnet nach 10 mm Niederschlag Entleerung über Heberrohr

Quelle: Staatl. Umweltamt

Niederschlagsmessgeräte

Regenschreiber

• Messung der zeitlichen Niederschlagsverteilung

• verschiedene Prinzipen

• Kippwaage: Regen wird aus Auffangsgefäß über eine Kippwaage geleitet nach Vollfüllung (2 cm³ = 0,1 mm) umkippen der Waage Zahl und Zeitpunkt der Wippen werden registriert

• Zählung von Tropfen genormter Größe (Ombrometer): Tropfen werden aus Auffangbehälter in genormter Größe weitergegeben 20 Impulse = 0,1 mm Niederschlag

Quelle: www.biologie.uni-ulm.de

Niederschlagsmessgeräte

Messfehlerquellen

Quelle: www.hydroskript.de

Niederschlagsmessgeräte

Regenradar

• Bestimmung der flächenhaften Niederschlagsverteilung• Reichweite zwischen 40 und 230 km• Lage und Zugrichtungen von Schauern• Daten aus Reflektion der Strahlung durch Regen• zur Visualisierung gut geeignet

Quelle: www.wetter.com

Quelle: DWD

Verdunstungsmessgeräte

Verdunstungskessel

• Verdunstung aus offenem Gefäß durch Messen von Volumen- bzw. Massenänderung ermitteln

• bei freistehenden Verdunstungspfannen bewirkt die Sonneneinstrahlung auf Gefäßwandungen eine höhere Verdunstung

• besser ist eine ebenerdige Wasserfläche

• weitverbreitete Verdunstungspfanne Oberfläche: 1,14 m²; mittlere Tiefe: 0,2 m

Quelle: www.lwi.tu-bs.de

Verdunstungsmessgeräte

Atmometer• Messung der Verdunstung von einer wassergesättigten, porösen Papieroberfläche

• 23 oder 33 cm langes einseitiges geschlossenes Glasröhrchen

• mit destillierten Wasser gefüllt (Innendurchmesser 1 cm)

• Filterpapierscheibe wird mit einer Klemmvorrichtung gegen die Öffnung gedrückt

• Aufhängung in 1,2 m Höhe in Wetterhütte

• Wasser, das vom Papier verdunstet an Skalierung des Rohres ablesen

Quelle: www.lwi.tu-bs.de

Verdunstungsmessgeräte

Evaporimeter/Verdunstungscheibe

• keramische Scheibe, dessen Oberseite gedichtet ist und dessen Unterseite die verdunstende Fläche bildet

• Scheibe ist mit einem Schlauch an ein wassergefülltes Messgefäß angeschlossen

• das im Messzylinder befindliche destillierte Wasser wird durch die Kapillarkraft der Keramikporen hoch gesaugt und verdunstet

• Ablesung der Verdunstung am MessgefäßQuelle: www.lwi.tu-bs.de

Verdunstungsmessgeräte

Lysimeter

• oben offener mit Erdboden gefüllter Behälter

• Auffang- und Messvorrichtung für das am Behälterboden austretende Wasser

• gegebenenfalls Wiegevorrichtung (wägbares Lysimeter)

• Bestimmung der vertikalen Wasserbewegung in der oberen, ungesättigten Bodenzone

• gemessen wird der Zu- und Abfluss sowie die Bodenspeicherung

• in näherer Umgebung Messung von Niederschlag, Temperatur etc.

• Auflösung: Minutentakt

Quelle: www.lwi.tu-bs.de

Verdunstungsmessgeräte

Lysimeter

• tatsächliche Evapotranspiration: ETa = N – IG – A0 - ∆SB

Quelle: www.hydroskript.de

Abflussmessgeräte

Messwehr

• die Überfallhöhe des vollkommenen Überfalls über ein Wehr ist abhängig von der Abflussmenge

• Q = ⅔ μ b √(2 g) hÜ 3/2

Geschwindigkeitsflügel

• an verschiedenen Stellen die Fließgeschwindigkeit messen

• Querschnitt muss bekannt sein bzw. ermittelt werden

Quelle: Staatl. Umweltamt

Abflussmessgeräte

Tracer

• anionische Stoffe, die sich im Wasser nachweisen lassen• Verfahren wird eingesetzt, wo andere nicht möglich sind• Konzentration wird unterstrom gemessen• Volumen/Zeit Berechnung

Ultraschall-Messung

• Ultraschallwandler senden diagonal zur Fließrichtung Schallwellen aus• längere Laufzeiten der Schallwellen gegen die Strömung als mit der Strömung• Differenz beider Laufzeiten ist proportional zur Fließgeschwindigkeit und somit beim bekannten Querschnitt auch zum Abfluss

Quelle: www.hydroskript.de

Quellenangabe

• Hydrologie und Wasserwirtschaft, Ulrich Maniak 5. bearbeitete und erweiterte Auflage

• Vorlesungsskript „Ingenieurhydrologie I“, Manfred Koch

• www.hydroskript.de

• www.hlug.de

• www.lwi.tu-bs.de

• Staatliches Umweltamt