Wasserstandsmessung

Eine wichtige Messgröße in Bauwerken der Regen- und Mischwasserbehandlung ist der aktuelle Wasserstand. Damit kann der Einstau eines Beckens detektiert und der Beckenwasserstand gemessen werden (z.B. zur Ansteuerung von Entleerungspumpen). Misst man den Wasserstand vor einer Becken- oder Klärüberlaufschwelle, ist es möglich, Überlaufereignisse zu detektieren. Überlaufdauer und Häufigkeit sind Größen, die einen Rückschluss auf die Entlastungsaktivität des Bauwerks zulassen, speziell bei Regenüberlaufbecken. Mehr dazu, auch zur Mess- und EMSR-Technik, in Baumann et al. (2017). Bei geeigneter Ausführung des Überfallwehres und der Messung lassen sich auch Überlaufabflüsse in l/s und das Überlaufvolumen in m³/Jahr ermitteln. Das Thema Wasserstandsmessung wird im Merkblatt DWA-M 181 näher ausgeführt.

Zur Messung des Wasserstandes gibt es zahlreiche Methoden. Heute am gebräuchlichsten sind einerseits Tauchsonden, die von oben im Wasser hängen, und andererseits Radar- und Ultraschallsonden, die berührungsfrei und verschmutzungssicher über dem Wasserspiegel angeordnet sind. Diese Sensoren erzeugen ein 4-20 mA-Messsignal oder arbeiten mit digitalen Bussystemen.

Eine wichtige Frage ist die nach dem erforderlichen Messbereich und der Mesgenauigkeit. Zur Ansteuerung eines Pumpwerkes genügen einige Zentimeter Genauigkeit, die entsprechende Wasserstandssonde sollte den gesamten Wassertiefenbereich des Bauwerks abdecken. Anders jedoch, wenn eine Ermittlung des Überlaufabflusses am Beckenüberlauf gewünscht wird, etwa mit dem Tragflügelmesswehr UFT-FluidWing. Hier kommt es auf eine millimetergenaue Wasserstandsmessung und auch auf eine sehr genaue Justage des Nullpunktes der Messung an, während andererseits der Messbereich nicht die gesamte Beckentiefe zu umfassen braucht. Es empfiehlt sich oft, dafür eine eigene Wasserstandssonde (etwa eine Tauchsonde) mit nur z.B. 1 m Messbereich zu verwenden; die höhere Auflösung gegenüber einer Sonde, die den gesamten Beckenwasserstandsbereich abdeckt, kommt der Genauigkeit zugute.

Moderne Sensoren (etwa Radarsonden) sind oft digital parametrisierbar. In diesem Fall sind zur Beurteilung der Genauigkeit Herstellerangaben zu Rate zu ziehen.

Bei der Einrichtung von Wasserstandsmessstellen kommt es darauf an, dass die Messstelle mit allen Maßen und auch dem eingestellten Nullpunkt dokumentiert ist. Der Sensor sollte gut zugänglich sein; einige Landes-Eigenkontrollverordnungen fordern die regelmäßige Überprüfung der Messeinrichtung.

Tauchsonden müssen öfters zur Reinigung aus dem Hüllrohr herausgezogen werden. Die Kabelklemme darf dabei jedoch nicht entfernt werden, weil sonst beim Wiederanbringen die Aufhängelänge verändert werden könnte; ein entsprechender Nullpunktfehler wäre die unmittelbare Folge. Es empfiehlt sich daher, keine Keilklemmen zu verwenden. Auch die Aufhängekonstruktion sollte stabil ausgeführt werden, nicht nur als einfacher "Wäscheleinenhaken".

Bei Radar- und Ultraschallsonden ist gleichfalls die Zugänglichkeit zur Prüfung (z.B. mit einer in bekannter Höhe darunter gehaltenen Platte auf einem Stativ) sowie die Stabilität der Halterung wichtig. Der Nullpunkt ist hier in der Regel in der Elektronik zu parametrisieren. Wichtig ist die Einhaltung eines Blockabstandes (dort ist keine Messung möglich, weil der Wasserspiegel zu nah unter dem Sensor liegt). Ultraschallsonden sollten ein Sonnenschutzdach erhalten (in der Graphik nicht gezeigt), da hier die Messung temperaturempfindlich ist und sich der Messkopf in der Sonne stark aufheizen kann.

Autor: G. Weiß · Revisionsstand: 21.11.2020