Schwebstoffmonitoring
Dissertationen der Universität für Bodenkultur Wien Band 71
240 Seiten mit zahlreichen Abbildungen und Tabellen Format 15 x 21 cm
€ 38,80/sfr 70,60
ISBN 978-3-900782-70-2
Verlag Guthmann-Peterson
Published in German language.
Über das Buch
Sedimentmanagement in Fließgewässern gewinnt aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht zunehmend an Bedeutung. Da Management, aber auch eine Feststoffmodellierung ohne hochwertige Grundlagendaten nicht denkbar ist, hat sich der Hydrographische Dienst in Österreich dazu entschlossen, ein einheitliches Basismessnetz für Schwebstoffe an österreichischen Fließgewässern einzurichten. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung, Konzeption und Optimierung eines Schwebstoffmonitoringprogramms. An einigen Pilotmessstellen, die an unterschiedlichen Fließgewässertypen positioniert waren, wurden sowohl direkte als auch indirekte Messverfahren auf ihre Anwendbarkeit und ihre Praxistauglichkeit untersucht, verglichen und bewertet. Das vorgeschlagene Mess- und Auswertekonzept sieht vor, mittels optischen Messsonden an bestehenden Durchflussmessstellen der Hydrographischen Dienste die Konzentrationsänderungen an einem Punkt im Querprofil zu erfassen. Diese Sondenaufzeichnungen werden mittels gravimetrisch bestimmten Schwebstoffkonzentrationen kalibriert. Dies erfolgt entweder anhand von empirisch ermittelten Formeln oder durch Sondenbeiwerte, die als Verhältniszahlen zwischen Sondenaufzeichnungen und Konzentrationen der entsprechenden Kalibrierproben definiert sind. Um die Konzentrationsunterschiede im Querprofil berücksichtigen zu können, wurde das Konzept des Querprofilbeiwertes implementiert, das auf Basis von Vielpunktentnahmen im Querprofil eine durchflussabhängige Verhältniszahl zwischen mittlerer Konzentration im Querprofil und sondennaher Konzentration bestimmt. Die gewählte Messstrategie wird bereits an zahlreichen Messstellen erfolgreich einsetzt. Außerdem diskutiert die Arbeit die Verwendbarkeit von ADCP-Technologien und die damit verbundenen Optimierungspotenziale im Schwebstoffmonitoring. Die Einordnung des konzipierten Messsystems in eine skalenorientierte Betrachtungsweise rundet die Analysen ab.
Abstract
Sediment management in fluvial systems is gaining importance due to associated technical, economic and ecological problems. Appropriate management and modelling relies heavily on high quality input and calibration data. Due to a lack of a proper monitoring strategy the Austrian hydrological survey decided to design and implement a new monitoring program. This dissertation describes the development of such a measurement and analysis concept which is strongly based on the knowledge of the ongoing fluvial processes. The preliminary concept has been implemented and tested at several gauging stations all over Austria representing all major types of rivers. Both, gravimetric and surrogate measuring technologies are applied for monitoring the temporal and spatial variability in suspended sediment transport. Optical sensors record the changes of the river-turbidity with high temporal resolution. These turbidity data are calibrated by means of bottle samples and converted to suspended sediment concentrations using empirical equations or conversion factors. Due to the spatial variability, the cross-sectional mean sediment concentration is measured by selected point sampling at different discharges during the year. Based on these datasets cross-section factors are delineated and applied to the time series. The obtained results have shown, that the suggested approach adequately measures the suspended sediment transport in Austrian rivers and additionally provides deeper insights in the fluvial processes. ADCP data, which are routinely collected for discharge measurements, build the basis for advances in the development of an optimized suspended sediment monitoring system. The selected monitoring strategy is also embedded in a scaling system which provides a broader view on the gathered information.
