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Der Abfluss eines Fließgewässers (Volumen pro Zeiteinheit [m<sup>3</sup>/s] kann entweder durch Messung der Querschnittsfläche [m<sup>2</sup>] und Fließgeschwindigkeit [m/s] oder durch Tracermethoden bestimmt werden.__TOC__ | |||
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==Querschnitt und Fließgeschwindigkeit== | ==Querschnitt und Fließgeschwindigkeit== | ||
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<div class="blocksatz"> | <div class="blocksatz"> | ||
In Gebirgsbächen ist die direkte Messmethode oft durch turbulente Fliessbedingungen, starkes Gefälle oder einen geringen Wasserstand erschwert. Hier eignen sich Durchflussmessungen mit Tracern. Tracer sind meist flüssige Markierungsstoffe, welche oberhalb der Messstelle eingegeben werden und deren Ankunftszeit nach Durchmischung in verdünnter Konzentration an der Messtelle dokumentiert wird. | In Gebirgsbächen ist die direkte Messmethode oft durch turbulente Fliessbedingungen, starkes Gefälle oder einen geringen Wasserstand erschwert. Hier eignen sich Durchflussmessungen mit Tracern. Tracer sind meist flüssige Markierungsstoffe, welche oberhalb der Messstelle eingegeben werden und deren Ankunftszeit nach Durchmischung in verdünnter Konzentration an der Messtelle dokumentiert wird. | ||
<br/>Bei der Salzverdünnungsmethode wird Kochsalz als Tracer verwendet und die Salzkonzentration durch die elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Der Durchfluss des Tracers an der Messstelle läuft über eine gewisse Zeitspanne ab, sodass die Konzentration des Tracers in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen wird, bis die Leitfähigkeit zum Ausgangswert zurückgekehrt ist. Durch Integrieren der Salzkonzentration über den Messzeitraum hinweg kann der Abfluss bestimmt werden. | <br />Bei der Salzverdünnungsmethode wird Kochsalz als Tracer verwendet und die Salzkonzentration durch die elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Der Durchfluss des Tracers an der Messstelle läuft über eine gewisse Zeitspanne ab, sodass die Konzentration des Tracers in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen wird, bis die Leitfähigkeit zum Ausgangswert zurückgekehrt ist. Durch Integrieren der Salzkonzentration über den Messzeitraum hinweg kann der Abfluss bestimmt werden. | ||
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{| class="wikitable" style= "text-align: left; width: 1000px;"| | {| class="wikitable" style="text-align: left; width: 1000px;" | | ||
|+style="caption-side:top| Tabelle 1: Messwerte zur Erstellung der Kalibrierungsgerade | |+ style="caption-side:top" |Tabelle 1: Messwerte zur Erstellung der Kalibrierungsgerade | ||
| Messung (i) | |Messung (i) | ||
| Tracerzugabe [g] | |Tracerzugabe [g] | ||
| Tracergesamtmenge [g] | |Tracergesamtmenge [g] | ||
| Tracerkonzentration c [g/l] | |Tracerkonzentration c [g/l] | ||
| Elektrische Leitfähigkeit ''Lf'' [mS/cm] | |Elektrische Leitfähigkeit ''Lf'' [mS/cm] | ||
| ''Lf'' – ''Lf<sub>0</sub>'' [mS/cm] | |''Lf'' – ''Lf<sub>0</sub>'' [mS/cm] | ||
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| <br> | |<br> | ||
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| <br> | |<br> | ||
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L=50 \cdot Q | L=50 \cdot Q | ||
</math> | </math> | ||
<br/> | <br /> | ||
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L=25 \cdot b | L=25 \cdot b | ||
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{| class="wikitable" style=" text-align: center;width:100px"; | {| class="wikitable" style=" text-align: center;width:100px" ; | ||
|+style="caption-side:top|Tabelle 2: Messwerte der Berechnung der Durchgangskurve | |+ style="caption-side:top" |Tabelle 2: Messwerte der Berechnung der Durchgangskurve | ||
| Messung (i) | |Messung (i) | ||
|style="background-color: gray| Zeitspanne zwischen den <br> Messungen dt [s] | | style="background-color: gray" |Zeitspanne zwischen den <br> Messungen dt [s] | ||
|style="background-color: gray| Zeit ab Eingabe des <br> Tracers t [s] | | style="background-color: gray" |Zeit ab Eingabe des <br> Tracers t [s] | ||
| Elektrische Leitfähigkeit <br> ''Lf'' [mS/cm] | |Elektrische Leitfähigkeit <br> ''Lf'' [mS/cm] | ||
| ''Lf'' – ''Lf<sub>0</sub>'' [mS/cm] | |''Lf'' – ''Lf<sub>0</sub>'' [mS/cm] | ||
|style="background-color: gray| Tracerkonzentration <br> c''(t)'' [g/l] | | style="background-color: gray" |Tracerkonzentration <br> c''(t)'' [g/l] | ||
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! scope="row"| u.s.w. | ! scope="row" |u.s.w. | ||
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Beispiel: | Beispiel: | ||
Angenommen, es würden 50 g Salz eingegeben und die Messung erfolgt nur zu fünf Zeitpunkten (5, 10, 15, 30 und 45 Sekunden nach Eingabe) mit den jeweils gemessenen Tracerkonzentrationen von 5, 10, 20, 10 und 5 mg/l, so wäre | Angenommen, es würden 50 g Salz eingegeben und die Messung erfolgt nur zu fünf Zeitpunkten (5, 10, 15, 30 und 45 Sekunden nach Eingabe) mit den jeweils gemessenen Tracerkonzentrationen von 5, 10, 20, 10 und 5 mg/l, so wäre | ||
<br/>Q = 50g / (5g/l x 5s + 10g/l x 5s + 20g/l x 5s+ 10g/l x 15s + 5g/l x 15s) = 0.125 l/s | <br />Q = 50g / (5g/l x 5s + 10g/l x 5s + 20g/l x 5s+ 10g/l x 15s + 5g/l x 15s) = 0.125 l/s | ||
<br/>Q = 1.25 x 10<sup>-4</sup> m<sup>3</sup>/s | <br />Q = 1.25 x 10<sup>-4</sup> m<sup>3</sup>/s | ||
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