T I D E
Software zum Auswerten und Visualisieren von ADCP-Querschnittsmessungen in Tideflüssen
Die Kenntnis der Strömungs- und Durchflussverhältnisse in einem begrenzten Querschnitt eines Tideästuars ist für viele Belange der Gewässerkunde, des Strombaus, der Gewässerunterhaltung sowie für die Schifffahrt von Interesse.
Querschnittsmessungen können nach dem neuesten Stand der Technik mit akustischen Doppler Strömungsmessgeräten ( ADCPs) ausgeführt werden. Dabei kommt man mit wesentlich weniger Schiffen und Personal aus, als mit bisherigen Verfahren.
Die ADCP-Messung ist eine "moving boat" Methode. Das Messboot überquert den Tidefluss auf dem ausgewählten Profil und ermittelt dabei
• das Tiefenprofil
• das Strömungsprofil und
• den Durchfluss
Eine Eintidenmessung beginnt i.A. vor Einsetzen des Flutstroms und dauert mehr als 13 Stunden. Während dieser Zeit fährt das ADCP-Boot das Profil kontinuierlich ab und misst so die Änderungen der Strömungsverhältnisse im Verlauf der Tide. Für jede Messfahrt wird mit WinRiver, dem ADCP-Erfassungs - und Auswerteprogramm des Geräteherstellers eine Datei angelegt, in der die Strömungsverhältnisse, das Tiefenprofil, der Durchfluss und Navigationsdaten gespeichert sind.
TIDE berechnet und visualisiert:
• die Tiefenprofile
• Ganglinien des Wasserstandes, des Durchflusses, der mittleren Querschnittsgeschwindigkeit, der Haupströmungsrichtung und der mittleren Echointensitäten (Schwebstoff)
• die Strömungsprofile im Messquerschnitt (originale oder projizierte Fließgeschwindigkeiten und auch Vertikalgeschwindigkeiten)
• die Profile der Echointensitäten im Messquerschnitt
• die Wege des Schiffes während der Messfahrten
• Strömungsvektoren tiefengemittelt oder in bestimmten Tiefen in der Draufsicht sowie Strömungsvektoren im Messquerschnitt
• Kartendaten, mit denen die Messfahrten in ihrer Umgebung gezeigt werden können
• Querprofile aus externen Quellen zusammen mit den Tiefenprofilen
• Ganglinien der Fließgeschwindigkeit und des Abflusses aus Messungen mit anderen Messgeräten in Bereichen außerhalb des Messquerschnitts
• Höhen- bzw. Tiefeninformationen aus den Messdaten werden vor der Visualisierung mit Wasserstandswerten beschickt, um für alle Messfahrten einen einheitlichen Bezug auf Normalnull (m+NN) zu gewährleisten.
• Projektion der Strömungsvektoren in die Ebene des Sollprofils.
• Ermittlung der Kenterpunkte und Durchfluss-Summenlinien (Flut- und Ebbestromvolumina)
• Teilen eines Querschnitts in Unterabschnitte
• Um verschiedene Messungen eines Querschnitts besser vergleichen zu können, kann eine Matrix aus Zellen mit fester Position und Größe festgelegt werden.
• Ganglinien der Matrixzellen berechnen und darstellen.
• Es stehen Funktionen zum Korrigieren von fehlerhaften Messdaten zur Verfügung.
Mit Software TIDE wird eine komplette Tidemessung, ein Projekt, das sich aus einer Serie von Messfahrten zusammensetzt, ausgewertet und visualisiert. In fünf Programmfenstern werden Messdaten und Auswertungsergebnisse grafisch und in Textform dargestellt.
Draufsicht auf das Messgebiet mit Darstellung der Messfahrten (Trackplots) und Strömungsvektoren.
Strömungsprofil, in die Ebene des Bezugsquerschnitts projiziert
Trackplots mit V-Vektoren (original) (BT)
Rechtswert
2.566.500 2.566.000
2.565.500 2.565.000
Hochwert
5.914.500
5.914.000
5.913.500
5.913.000
Trackplots mit V-Vektoren (projiziert) (BT)
Rechtswert
2.566.500 2.566.000
2.565.500 2.565.000
Hochwert
5.914.500
5.914.000
5.913.500
5.913.000
Strömungsprofil, Fliessgeschwindigkeiten projiziert (BT)
Station [m]
1.800 1.600
1.400 1.200
1.000 800
600 400
200 0
Tiefe [NN+m]
6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16
V [m/s]
<= -0,60
<= -0,40
<= -0,20
<= 0,00
<= 0,20
<= 0,40
<= 0,60
<= 0,70
> 0,70 3,28 NN+m
Strömungsprofil, Messzellen in einem Raster (Matrix) gemittelt.
Darstellung von Ganglinien des Wasserstandes und verschiedener Parameter wie Abfluß, mittlerer Fließgeschwindigkeit und Echointensität.
Strömungsprofil, Fliessgeschwindigkeiten (BT) (Matrix)
Station [m]
1.800 1.600
1.400 1.200
1.000 800
600 400
200 0
Tiefe [NN+m]
6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16
3,28 NN+m
Strömungsprofil, Fliessgeschwindigkeiten projiziert (BT) (Matrix)
Station [m]
1.800 1.600
1.400 1.200
1.000 800
600 400
200 0
Tiefe [NN+m]
6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16
<= -0,60
<= -0,40
<= -0,20
<= 0,00
<= 0,20
<= 0,40
<= 0,60
<= 0,70
> 0,70 3,28 NN+m
Vektorielle Darstellung des Strömungsprofils
Darstellung von Ganglinien des Wasserstandes und verschiedener Parameter wie Abfluss, mittlerer Fließgeschwindigkeit und Echointensität
Information: Bundesanstalt für Gewässerkunde Koblenz
M. Adler Tel. 0261/1306-5247 e-mail: adler@bafg.de U. Nicodemus Tel. 0261/1306-5266 e-mail: nicodemus@bafg.de
Mittlere Echointensität
Uhrzeit
20:00 18:00 16:00 14:00 12:00 10:00 8:00
Wasserspiegel [m+NN]
2
1
0
-1
-2
Backscatter [counts]
148 146 144 142 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120 118 13:18 Uhr
Durchfluss-Summenlinie
Uhrzeit
18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00
Wasserspiegel [NN+m]
6
5
4
3
Durchfluss-Summe [m³]
300.000.000 280.000.000 260.000.000 240.000.000 220.000.000 200.000.000 180.000.000 160.000.000 140.000.000 120.000.000 100.000.000 80.000.000 60.000.000 40.000.000 20.000.000 0 -20.000.000 17:31
-1.526.413 m³
279.998.780 m³
-9.045.519 m³
Ganglinie Durchfluss aus Unterabschnitten
Uhrzeit
18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00
Wasserspiegel [NN+m]
6
5
4
3
Durchfluss [m³/s]
22.000 20.000 18.000 16.000 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0 -2.000 -4.000 -6.000 -8.000 -10.000 -12.000 18:03
Darstellung der Kenterpunkte und der Durchfluss-Summenlinien
Durchflussganglinien in Unterabschnitten und deren Summenlinie
