Unsicherheitsbetrachtung von Durchflussmessungen und deren Auswirkungen auf Hoch- und Niedrigwasserkennwerte

Unsicherheiten sind ein fester Bestandteil von Durchflussmessungen und können auch durch aktuelle Messsysteme nicht ausgeschlossen werden. Eine Angabe der Unsicherheit einer Durchflussmessung ist demnach zwingend erforderlich. An einem Gewässerpegel wurden Unsicherheiten für 33 Durchflussmessungen bestimmt sowie deren Einfluss auf Hoch- und Niedrigwasserkennwerte ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass Messunsicherheiten einen Einfluss auf diese Kennwerte haben und daher bei der Planung wasserwirtschaftlicher Anlagen berücksichtigt werden sollten.

1 Motivation

Die Größen Wasserstand (W) und Durchfluss (Q) bilden die Grundlage für die Erstellung und Validierung von Wasserstand-Durchfluss-Beziehungen und somit auch für die Ermittlung von Durchflussganglinien. Diese wiederum sind die Basis für extremwertstatistische Analysen, wie beispielsweise die Bestimmungvon Hoch- und Niedrigwasserkennwerten, welche weitergehend für die Planung und den Betrieb wasserwirtschaftlicher Anlagen von großem Interesse sind.

Daher bedarf es eines gewissen Genauigkeitsanspruchs an die Daten selbst, wobei diese möglichst hochaufgelöst, kontinuierlich und insbesondere fehlerfrei sein sollen. Der Einsatz verschiedener Verfahren zur Durchflussbestimmung und ebensodie Messsysteme selbst beinhalten von Natur aus einen bestimmten Grad an Unsicherheiten, welcher aus systembedingten Messunsicherheiten, Ablesefehlern oder sonstigen Unsicherheiten resultiert. Auch durch aktuelle Messsysteme können fehlerhafte Messungen nicht ausgeschlossen werden [1]. Durch die genannten Unsicherheiten wird eine fehlerfreie Bestimmung des Durchflusses beeinträchtigt. Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit und Aussagekraft einer Messung ist es zwingend notwendig, die Qualität dieser zu bewerten [2]. Diese Qualitätsangabe erfolgt nach DIN EN ISO 748 [3] über die Beschreibung der Unsicherheit des Messergebnisses.

Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes des Lehrgebiets Wasserbau und Hydromechanik (LWH) der Hochschule Bochum mit Emschergenossenschaft und Lippeverband, der Linksniederrheinischen Entwässerungs-Genossenschaft sowie dem Wupperverband wurden detaillierte Untersuchungen und Bewertungen von Unsicherheiten bei Durchflussmessungen durchgeführt. Die Berechnungen der Messunsicherheiten erfolgten hierbei nach DIN EN ISO 748 [3].

Nachfolgend werden Teilergebnisse des Forschungsprojektes sowie weitergehende Untersuchungen am Beispiel eines Pegels dargestellt. Diese beinhalten die Darstellung der Auswirkungenvon Unsicherheiten aus den Durchflussmessungen auf W- und Q-Zeitreihen sowie daraus abgeleitete Hoch- und Niedrigwasserkennwerte. Somit soll die Sensitivität im Zuge des Prozesses von der Datenerhebung über die Weiterverarbeitung bis hin zur Nutzung der Daten zur Ermittlung von Bemessungsgrößen dargestellt
werden.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 07/08 (August 2021)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Felix Simon
Florian Ostermann
Fabian Netzel
Prof. Dr.-Ing. Christoph Mudersbach

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