How to measure stream flow rate/de

Der Durchfluss ist das Gesamtvolumen einer Flüssigkeit, das im Laufe der Zeit an einem festen Punkt in einem Fluss oder Bach vorbeifließt. Er ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit, mit der sich ein Flüssigkeitsvolumen bewegt (siehe Abbildung 1). Volumenströme können in verschiedenen Volumen-/Zeiteinheiten gemessen werden, beispielsweise:

• Liter pro Sekunde (L/s)
• Kubikfuß pro Sekunde (ft³/s)
• Gallonen pro Minute (gal/min)
• Kubikmeter pro Sekunde (m³/s)

Mit Haushaltswerkzeugen oder speziellen Messgeräten lassen sich Durchflussraten für Rohre, Abwassersysteme und Haushaltsgeräte ermitteln. Durchflussdaten werden für Mikrowasserkraftwerke , Abwassersysteme , Regenwasserauffanganlagen , Wasserprüfungen , Sinkraten, Grundwasserspiegelstatistiken und andere wasserbezogene Informationen verwendet. Messgeräte werden auch zur Bestimmung der Durchflussrate größerer Gewässer wie großer Flüsse oder hinter Staudämmen eingesetzt. ^{[ 1 ]}

Auf dieser Seite werden einfache Methoden zur Bestimmung der Strömung kleiner Bäche und Flüsse sowie andere Werkzeuge beschrieben, die zu diesem Zweck verwendet werden können.

Methode 1: Bucket-Methode

Die Eimermethode ist eine einfache Methode, die Durchflussrate mit Haushaltsgegenständen zu messen. Sie benötigen eine Stoppuhr, einen großen Eimer und vorzugsweise zwei bis drei Personen. So messen Sie die Durchflussrate mit der Eimermethode:

1. Messen Sie das Volumen des Eimers oder Behälters. Bedenken Sie, dass ein typischer 5-Gallonen-Eimer oft weniger als 5 Gallonen fasst.
2. Suchen Sie entlang des Baches nach einer Stelle mit einem Wasserfall. Falls keiner gefunden werden kann, kann mithilfe eines Wehrs ein Wasserfall gebaut werden (siehe Abbildung 4).
3. Messen Sie mit einer Stoppuhr, wie lange der Wasserfall braucht, um den Eimer mit Wasser zu füllen. Starten Sie die Stoppuhr gleichzeitig mit dem Füllen des Eimers und stoppen Sie sie, wenn der Eimer voll ist. Halten Sie den Eimer nicht unter die Wasseroberfläche, um ihn zu füllen, da dies nicht der tatsächlichen Durchflussrate entspricht.
4. Notieren Sie die Zeit, die zum Füllen des Eimers benötigt wird.
5. Wiederholen Sie die Schritte zwei und drei etwa sechs bis sieben Mal und ermitteln Sie den Durchschnitt. Es empfiehlt sich, vor der Datenaufzeichnung einige Probeläufe durchzuführen, um ein Gefühl für die erforderlichen Zeitabläufe und Messungen zu bekommen.
6. Löschen Sie Daten nur, wenn größere Probleme auftreten, beispielsweise wenn Ablagerungen aus dem Bach den Fluss beeinträchtigen.
7. Die Durchflussrate ist das Volumen des Eimers geteilt durch die durchschnittliche Zeit, die zum Füllen des Eimers benötigt wurde. ^{[ 2 ]}

Hier ist ein Beispiel mit Daten zur Durchflussrate des Jolly Giant Creek auf dem Gelände der Cal Poly Humboldt : Anhand dieser Daten ist die Volumendurchflussrate (Q) gleich dem Volumen des Eimers (V) geteilt durch die durchschnittliche Zeit (t).

Methode 2: Float-Methode

Die Fließgeschwindigkeit größerer Bäche und Flüsse wird mit der Schwimmermethode (auch Querschnittsmethode genannt) gemessen. Sie wird ermittelt, indem die Querschnittsfläche des Baches mit der Fließgeschwindigkeit multipliziert wird. So messen Sie die Fließgeschwindigkeit mit der Schwimmermethode:

1. Suchen Sie eine Stelle im Bach, die als Querschnitt des Bachs dient.
2. Messen Sie mit einem Meterstab oder einem anderen Messmittel die Tiefe des Baches in gleichmäßigen Abständen entlang der Bachbreite (siehe Abbildung 3). Diese Methode ähnelt der manuellen Berechnung einer Riemann-Summe für die Flussbreite.
3. Sobald diese Daten erfasst sind, multiplizieren Sie jede Tiefe mit dem Intervall, in dem sie erfasst wurde, und addieren Sie alle Werte. Diese Berechnung ergibt die Fläche eines Querschnitts des Baches.
4. Wählen Sie einen Abschnitt des Baches, der normalerweise länger als die Breite des Flusses ist, um ein schwimmendes Objekt hinunterzuschicken (Orangen eignen sich hervorragend). ^{[ 3 ]}
5. Messen Sie mit einer Stoppuhr die Zeit, die der Schwimmer benötigt, um den Bach aus Schritt 4 entlangzuschwimmen.
6. Wiederholen Sie Schritt 5 fünf- bis zehnmal und ermitteln Sie die durchschnittliche Zeit, die der Schwimmer für die Strömung benötigt. Werfen Sie den Schwimmer in unterschiedlichen Entfernungen vom Ufer ins Wasser, um einen genaueren Durchschnittswert zu erhalten.
7. Teilen Sie die in Schritt 4 ermittelte Strahllänge durch die durchschnittliche Zeit in Schritt 6, um die Durchschnittsgeschwindigkeit des Strahls zu bestimmen.
8. Die in Schritt 7 ermittelte Geschwindigkeit muss mit einem Reibungskorrekturfaktor multipliziert werden. Da die Oberkante eines Baches aufgrund der Reibung am Bachbett schneller fließt als die Unterkante, gleicht der Reibungskorrekturfaktor die Strömung aus. Bei rauem oder felsigem Untergrund multiplizieren Sie die Geschwindigkeit mit 0,85. Bei glattem, schlammigem, sandigem oder glattem Untergrund multiplizieren Sie die Geschwindigkeit mit einem Korrekturfaktor von 0,9.
9. Die korrigierte Geschwindigkeit multipliziert mit der Querschnittsfläche ergibt die Durchflussrate in Volumen/Zeit. (Achten Sie darauf, bei der Messung des Querschnitts und der Geschwindigkeit einheitliche Längen-/Entfernungseinheiten beizubehalten, z. B. Meter, Fuß).

Methode 3: Wehre

Wehre sind kleine Dämme, die zur Messung der Durchflussrate von kleinen bis mittelgroßen Bächen (wenige Meter oder breiter) verwendet werden können. Sie ermöglichen es, dass das überlaufende Wasser des Bachs über die Wehrkrone fließt und einen Wasserfall erzeugt, wie in Abbildung 4 zu sehen ist. Wehre vergrößern den Höhenunterschied und machen die Strömung gleichmäßiger, was wiederum die Durchflussmessung präziser macht. Es ist jedoch sehr wichtig, dass das gesamte Wasser des Bachs in das Wehr geleitet wird, damit es die Strömung genau wiedergibt. Außerdem ist es wichtig, die Ablagerung von Sedimenten hinter dem Wehr zu verhindern. Wehre mit scharfer Krone funktionieren am besten. Es gibt viele verschiedene Wehrarten, darunter Wehre mit breiter Krone, Wehre mit scharfer Krone, Kombinationswehre, V-förmige Wehre und Wehre mit minimalem Energieverlust.

Methode 4: Messgeräte

Messgeräte sind Geräte, die den Durchfluss eines Gewässers durch direkte Messung der Strömung messen. Es gibt viele verschiedene Messgerätetypen, die gängigsten sind jedoch das Pygmäenmessgerät, das Wirbelmessgerät, die Durchflusssonde und das Strömungsmessgerät, die im Folgenden beschrieben werden:

Weiterführende Literatur

• Wikipedia:Volumenstrom
• Volumenstrommessung

Referenzen

Seitendaten

Teil von	Engr115 Einführung in das Ingenieurwesen , Engr305 Angemessene Technologie
Schlüsselwörter	Messung , Durchflussrate , Wasser , Anleitungen , Wasser , Mikrowasserkraft
SDG	SDG06 Sauberes Wasser und Sanitärversorgung
Autoren	Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk
Lizenz	CC-BY-SA-3.0
Organisationen	Cal Poly Humboldt
Sprache	Englisch (en)
Übersetzungen	Französisch , Spanisch , Indonesisch , Thailändisch , Koreanisch , Türkisch , Portugiesisch
Verwandt	7 Unterseiten , 36 Seiten verlinken hier
Weiterleitungen	So messen Sie den Durchfluss , So messen Sie den Wasserdurchfluss , So messen Sie die Durchflussrate
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Erstellt	26. Oktober 2009 von Lonny Grafman
Letzte Bearbeitung	4. April 2025 von StandardWikitext bot
Zitieren als	Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk (2009–2025). „So misst man die Durchflussrate eines Baches“ . Appropedia . Abgerufen am 11. Juli 2025 .
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