YSI 600R - Handbuch (Seite 304)

Funktionsprinzipien Abschnitt 5
WTW Bedienungsanleitung für Umweltüberwachungssysteme 5-46
n
MANNING-GLEICHUNG
WTW-Sonden mit oberflächennahen belüfteten Niveausensoren können mit der Manning-Gleichung
verwendet werden. In einem offenen Gerinne ohne Verengung, das ausschließlich für die
Durchflussmessung aufgebaut ist, kann manchmal die Manning-Gleichung zur Berechnung des
Durchflusses verwendet werden. Unter den richtigen Bedingungen ist das Gerinne selbst das primäre
Messgerät und der Durchfluss kann über die Wasserhöhe im Gerinne berechnet werden. Eine genaue
Verwendung der Manning-Gleichung unter idealen Bedingungen kann eine Genauigkeit bis 10% mit sich
bringen. Eine weniger genaue und sorgfältige Verwendung unter schlechteren Bedingungen kann Fehler
von 50% oder mehr aufweisen. Die Formel lautet:
Dabei: Q = Durchflussrate
A = Durchflussquerschnitt
R = Hydraulischer Durchmesser
S = Gefälle
n = Manning Rauigkeitskoeffizient
K = Konstante abhängig von den Einheiten
Der Manning Rauigkeitskoeffizient n ist ein Index des Reibungswiderstandes, um an der Gerinne-
Oberfläche zu fließen. Die Werte für n sind für verschiedene Materialien zu finden. Bei der Feldarbeit
jedoch ist die Bestimmung von n vielleicht die größte Fehlerquelle. Beispielsweise kann n für Beton-
Gerinne von 0,011 bis 0,020 variieren, abhängig davon wie die Oberfläche des Betons beim Bau
endbearbeitet wurde. Gelegentlich vorhandenes Geröll oder Pflanzenteile im Gerinne beeinträchtigen den
Wert n ebenfalls und bei den meisten Anwendungen ändert sich der Wert in Abhängigkeit der Wassertiefe
im Gerinne.
Weitere Unsicherheitsfaktoren können die Messung ebenfalls ungenau werden lassen. Die besten Resultate
werden am Ende eines geraden Gerinnes, das 1000 Feet (300 Meter) lang ist, erreicht. In Wirklichkeit ist
es jedoch schwierig, Gerinne zu finden, die sehr lang und sehr gerade sind und ein gleichmäßiges Gefälle
und gleiche Rauigkeit haben.
Aber auch mit all diesen Unsicherheitsfaktoren kann die Manning-Gleichung nützliche Resultate bringen,
solange der Benutzer sich der Beschränkungen bewusst ist.
GLEICHUNG
WTW-Sonden, die mit einem oberflächennah belüfteten Niveausensor ausgestattet sind, können den
Durchfluss auf der Basis einer Gleichung berechnen. Die Gleichung muss die folgende Form aufweisen:
Dies erlaubt die Verwendung von primären Messgeräten, die nicht zu den Standardinstrumenten gehören,
die schon vorprogrammiert sind. Benutzer können Werte für K1, P1, K2 und P2 eingeben, die Sonde
berechnet den Durchfluss. Anmerkung: wenn Sie das zweite Element in der Gleichung nicht brauchen,
setzen Sie einfach 0 für K2 ein.
TABELLE
Sonden, die mit einem oberflächennah belüfteten Niveausensor ausgestattet sind, können den Durchfluss
auf der Basis einer Tabelle berechnen. Benutzer können bis zu 50 Datenpaare (Niveau, Durchfluss)
eingeben. Die Sonde berechnet dann den Durchfluss aus der sich ergebenden Tabelle, wenn es notwendig
ist, durch lineare Interpolation zwischen den Punkten. Diese Eigenschaft kann mit primären Nicht-
Standard Messgeräten genutzt werden, für die eher eine Tabelle vorhanden ist als eine Gleichung. Diese
2 1
P
2
P
1
H • K + H • K = Q
2
1
3
2
S • R • A • K = Q