Oberflächengeschwindigkeits- und Pegelsensor am Regenwasser-Auslauf in Mitteldeutschland, eingriffsf
Abflussmessung an Regenwasserauslauf – Mitteldeutschland
Ausgangssituation
Ein Regenwasserkanal mit großem Höhenunterschied zum Bachlauf brauchte eine robuste, verstopfungsfreie Messung. Ein Industrieunternehmen der Fahrzeugbranche leitet Regenwasser einer Parkplatzfläche über ein Betonrohr in einen Bach ein. Wegen des deutlichen Gefälles besitzt das Auslaufbauwerk ein Kaskadenbauwerk; das Betonrohr DN 700 endet bündig mit der Schachtwand, ein Gerinne gibt es im Bauwerk selbst nicht. Das Medium ist Regen- und Oberflächenabfluss mit typischer Schmutzfracht – Plastiktüten, Bänder, Scherben, Metalldrähte. Nach einem Hochwasser mit Überflutungen in darunterliegenden Kleingärten kam die Frage nach der tatsächlichen Abflussmenge auf. Diese musste jetzt genau belegt werden. Eine klassische Doppler-Kanalmaus schied aus: Sie setzt eine Überstauung voraus, und bei DN 700 fließen dafür bereits hohe Abflüsse. Verschmutzungsanfällig ist sie obendrein. Ein brauchbarer Einlaufbereich fehlte, weil der einzige plausible Bestandsschacht in einer Kurve liegt und kein gerades Strömungsprofil bietet.
Anforderung
Gefordert war ein belastbarer, genauer Abflussnachweis für Behörden und Dritte – ohne Betriebsunterbrechung. Der Betreiber wollte den Abfluss bis zur Vollfüllung des Rohrs erfasst haben. Die Messung musste am bündig endenden Auslauf DN 700 mit großem Höhenunterschied zum Bach funktionieren und die Schmutz- und Treibgutfracht des Regenwassers dauerhaft verkraften. Der Standort liegt abgelegen im Werksbereich, deshalb sollten die Daten aus der Ferne übertragen werden. Erschwerend kam hinzu, dass der Bestandsschacht in einer Kurve liegt und das Auslaufbauwerk kein Gerinne besitzt – ein gerades Einlaufprofil für die Sensorik war so nicht vorhanden.
Unsere Lösung
Statt einer Kanalmaus (Ultraschall-Doppler-Sensor) haben wir die Oberflächengeschwindigkeitsmessung (Radar-Doppeler-Sensor) gewählt. Das Betonrohr schließt bündig mit der Betonwand ab und verfügt auch nicht über ein Gerinne. Daher haben wir innerhalb des Bauwerks einen kurzen Edelstahlrohrstutzen von rund 0,5 m direkt an den Auslauf angeschraubt und einen für die Messtechnik passenden Ausschnitt ausgeschnitten. Somit verlängern wir den geraden Auslauf und erzeugen die nötige gerade Einlaufstrecke von mehr als 10 × DN. Genau darauf kam es an: Eine Messung direkt im Bestandsrohr hätte keine Erfassung bis zur Vollfüllung erlaubt, die jedoch der Kunde gewünscht hatte. Montiert wurden ein Oberflächengeschwindigkeitssensor und ein Füllstandsensor im Ausschnitt sowie ein Mobilfunkmodem für die Datenübertragung. Die Sensoren sitzen an der Betondecke des Bauwerks. Die Stutzenlänge von rund 0,5 m sorgt dafür, dass der Ablauftrichter nicht direkt unter dem Pegelsensor liegt – ein Detail, das über die Messqualität entscheidet. Das Prinzip dahinter ist einfach: Aus dem Füllstand ergibt sich der durchflossene Querschnitt, aus der Oberflächengeschwindigkeit über ein hydraulisches Geschwindigkeitsprofil die mittlere Geschwindigkeit. Beides zusammen ergibt den Durchfluss – ohne Einbauten ins Gerinne und ohne Betriebsunterbrechung.
Warum Radar?
Die Radar-Oberflächengeschwindigkeitsmessung erfasst die Geschwindigkeit an der Wasseroberfläche berührungslos und rechnet sie mit dem Pegel zum Durchfluss um. Gegenüber der Doppler-Kanalmaus entfällt die Überstauung, die bei DN 700 erst bei hohen Abflüssen einträte. Da keine Einbauten nötig sind, gibt es auch nichts, an dem sich Treibgut fängt – gerade bei diesem schmutzbelasteten Regenwasser der entscheidende Punkt.
Ergebnis
Die Messung wurde vor Ort verifiziert und lieferte deckungsgleiche Werte. Zur Inbetriebnahme fuhr die Werkfeuerwehr einen definierten Durchfluss-Test: Ein Löschfahrzeugtank mit 2.400 l wurde dosiert über den Auslauf eingeleitet. Die gemessene Gesamtmenge entsprach dem bekannten Tankvolumen, die Abweichung blieb innerhalb der erwarteten Toleranz – die Messstelle konnte freigegeben werden. Die Mobilfunkübertragung liefert die Daten seither kontinuierlich, ohne dass der abgelegenen Standort angefahren werden muss. Der Betreiber hat damit einen belastbaren Abflussnachweis für Behörden und Dritte.
Impressionen
Häufige Fragen
Wie funktioniert eine Durchflussmessung ohne Eingriff in das Medium bei Teilfüllung?
Ein Sensor erfasst berührungslos die Geschwindigkeit an der Wasseroberfläche, ein zweiter den Füllstand. Aus Querschnitt und Geschwindigkeit wird über ein hydraulisches Profil der Durchfluss berechnet – ohne Einbauten im Gerinne.
Warum keine Kanalmaus am Regenwasserauslauf?
Eine Doppler-Kanalmaus setzt eine Überstauung voraus und ist anfällig für Treibgut wie Bänder, Scherben oder Metalldrähte. Bei einem Auslauf mit starkem Gefälle und schmutzbelastetem Regenwasser ist die eingriffsfreie Oberflächengeschwindigkeitsmessung die robustere Wahl.
Was kostet eine berührungslose Durchflussmessung?
Die Kosten hängen vom konkreten Anwendungsfall ab – Kabellänge, Ausstattung usw. Wir bieten Messgeräte und Serviceeinsätze an und erstellen Ihnen kurzfristig ein Angebot nach Aufgabenstellung.