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Abfluss-Rechner für Flüsse (Mittelschnitt-Methode)
Gib für jede Messlotrechte den Abstand vom Ufer, die Tiefe und die Fließgeschwindigkeit des Wassers ein. Der Rechner berechnet den Abfluss Q mit der Mittelschnitt-Methode - durch Summieren der Produkte aus Tiefe, Geschwindigkeit und zugewiesener Breite für jede Lotrechte.
| # | Abstand vom Ufer [m] | Tiefe [m] | Geschwindigkeit [m/s] | Aktionen |
|---|
Fülle mindestens zwei Lotrechte aus (Abstand, Tiefe, Geschwindigkeit).
So rechnen wir
Jede Lotrechte i erhält einen eigenen Breiten-"Streifen" w. Bei einer inneren Lotrechten reicht der Streifen bis zur Hälfte des Abstands zum linken und zum rechten Nachbarn: w = (x[i+1] − x[i−1]) / 2. Eine äußerste Lotrechte erhält die Hälfte des Abstands zum einzigen Nachbarn. Der Abfluss ist die Summe über alle Lotrechten:
Q = Σ (Tiefe × Geschwindigkeit × w)
Die erste und die letzte Zeile der Tabelle legen die Grenzen des Querschnitts fest - der Rechner berechnet den Abfluss nur dazwischen. Der Streifen zwischen einer äußersten Lotrechten und dem Ufer geht nicht in das Ergebnis ein, solange du das Ufer nicht als Lotrechte einträgst. An einem flachen Ufer füge an beiden Enden eine Lotrechte an der Wasserlinie hinzu: Tiefe 0, die Geschwindigkeit kannst du leer lassen. An einer senkrechten Wand (Kaimauer, Durchlass) trage eine Lotrechte an der Wand mit ihrer tatsächlichen Tiefe ein und setze die Geschwindigkeit als Anteil der Geschwindigkeit der benachbarten Lotrechten an - so rechnet der USGS. Tiefe 0 trägst du nur dort ein, wo die Sohle wirklich bis an den Wasserspiegel reicht.
Häufige Fragen
Was gebe ich als "Abstand vom Ufer" ein?
Den Abstand der Lotrechten von einem festen Punkt, z. B. vom Anfang eines quer über das Gerinne gespannten Maßbands, in Metern. Die Reihenfolge der Zeilen spielt keine Rolle - der Rechner sortiert sie. Die erste und die letzte Zeile sollten an den Wasserrändern liegen: an einem flachen Ufer mit Tiefe 0, an einer senkrechten Wand mit der Tiefe an der Wand. Ohne sie gehen die Streifen an den Ufern nicht in das Ergebnis ein.
Welche Geschwindigkeit gebe ich für eine Lotrechte ein?
Die mittlere Geschwindigkeit in dieser Lotrechten - aus einem Messflügel, meist bei 0,6 der Tiefe von der Oberfläche, oder der Mittelwert der Messungen bei 0,2 und 0,8 der Tiefe. Dieser Wert soll die gesamte Lotrechte repräsentieren.
Wie viele Lotrechte werden benötigt?
So viele, dass keine Teilfläche mehr als 10 % des Abflusses führt (am besten nicht mehr als 5 %) - das ist das Kriterium der ISO 748:2021 (Abschnitt 7.1.2): 10 % als Grenze, 5 % als Empfehlung. Die Norm nennt auch eine empfohlene Mindestzahl an Lotrechten: mindestens 15 bei einer Gerinnebreite unter 0,5 m, 20 bei 0,5-5 m und 22 bei einem breiteren Gerinne. Der USGS teilt den Querschnitt bei der Mittelschnitt-Methode meist in etwa 25-30 Teilflächen. Setze die Lotrechten dort dichter, wo es tiefer und schneller ist. Der Rechner liefert ein Ergebnis ab 2 Lotrechten, aber unterhalb des empfohlenen Normminimums betrachte es als grobe Schätzung, nicht als Messung für eine Reihe.
Mit welcher Methode wird das Ergebnis berechnet?
Mit der Mittelschnitt-Methode (mid-section method) - einer Standard-Geschwindigkeit-Fläche-Methode, die u. a. vom USGS verwendet wird und in der ISO 748 beschrieben ist (Abschnitt 8.1.3 der Ausgabe 2021). Jeder Lotrechten wird die Hälfte des Abstands zu den benachbarten Lotrechten als ihr Breiten-"Streifen" zugewiesen.
Eine einzelne Q-Messung ist eine Momentaufnahme - das Regime zeigt sich in einer Reihe
Wiederholte Messungen am selben Querschnitt ergeben zusammen das Abflussregime des Flusses: Hochwasser, Niedrigwasser, Saisonalität. In LimnoLog erfasst du jedes Ergebnis (auch offline), und aus der Reihe entsteht ein Diagramm.
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